Merge branch 'sched/core'
[platform/kernel/linux-rpi.git] / kernel / sched / core.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  kernel/sched/core.c
4  *
5  *  Core kernel scheduler code and related syscalls
6  *
7  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
8  */
9 #define CREATE_TRACE_POINTS
10 #include <trace/events/sched.h>
11 #undef CREATE_TRACE_POINTS
12
13 #include "sched.h"
14
15 #include <linux/nospec.h>
16
17 #include <linux/kcov.h>
18 #include <linux/scs.h>
19
20 #include <asm/switch_to.h>
21 #include <asm/tlb.h>
22
23 #include "../workqueue_internal.h"
24 #include "../../fs/io-wq.h"
25 #include "../smpboot.h"
26
27 #include "pelt.h"
28 #include "smp.h"
29
30 /*
31  * Export tracepoints that act as a bare tracehook (ie: have no trace event
32  * associated with them) to allow external modules to probe them.
33  */
34 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_cfs_tp);
35 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_rt_tp);
36 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_dl_tp);
37 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_irq_tp);
38 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_se_tp);
39 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_cpu_capacity_tp);
40 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_overutilized_tp);
41 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_cfs_tp);
42 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_se_tp);
43 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_update_nr_running_tp);
44
45 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
46
47 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
48 /*
49  * Debugging: various feature bits
50  *
51  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
52  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
53  * at compile time and compiler optimization based on features default.
54  */
55 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
56         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
57 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
58 #include "features.h"
59         0;
60 #undef SCHED_FEAT
61
62 /*
63  * Print a warning if need_resched is set for the given duration (if
64  * LATENCY_WARN is enabled).
65  *
66  * If sysctl_resched_latency_warn_once is set, only one warning will be shown
67  * per boot.
68  */
69 __read_mostly int sysctl_resched_latency_warn_ms = 100;
70 __read_mostly int sysctl_resched_latency_warn_once = 1;
71 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
72
73 /*
74  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
75  * Limited because this is done with IRQs disabled.
76  */
77 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
78
79 /*
80  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
81  * default: 1s
82  */
83 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
84
85 __read_mostly int scheduler_running;
86
87 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
88
89 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(__sched_core_enabled);
90
91 /* kernel prio, less is more */
92 static inline int __task_prio(struct task_struct *p)
93 {
94         if (p->sched_class == &stop_sched_class) /* trumps deadline */
95                 return -2;
96
97         if (rt_prio(p->prio)) /* includes deadline */
98                 return p->prio; /* [-1, 99] */
99
100         if (p->sched_class == &idle_sched_class)
101                 return MAX_RT_PRIO + NICE_WIDTH; /* 140 */
102
103         return MAX_RT_PRIO + MAX_NICE; /* 120, squash fair */
104 }
105
106 /*
107  * l(a,b)
108  * le(a,b) := !l(b,a)
109  * g(a,b)  := l(b,a)
110  * ge(a,b) := !l(a,b)
111  */
112
113 /* real prio, less is less */
114 static inline bool prio_less(struct task_struct *a, struct task_struct *b, bool in_fi)
115 {
116
117         int pa = __task_prio(a), pb = __task_prio(b);
118
119         if (-pa < -pb)
120                 return true;
121
122         if (-pb < -pa)
123                 return false;
124
125         if (pa == -1) /* dl_prio() doesn't work because of stop_class above */
126                 return !dl_time_before(a->dl.deadline, b->dl.deadline);
127
128         if (pa == MAX_RT_PRIO + MAX_NICE)       /* fair */
129                 return cfs_prio_less(a, b, in_fi);
130
131         return false;
132 }
133
134 static inline bool __sched_core_less(struct task_struct *a, struct task_struct *b)
135 {
136         if (a->core_cookie < b->core_cookie)
137                 return true;
138
139         if (a->core_cookie > b->core_cookie)
140                 return false;
141
142         /* flip prio, so high prio is leftmost */
143         if (prio_less(b, a, task_rq(a)->core->core_forceidle))
144                 return true;
145
146         return false;
147 }
148
149 #define __node_2_sc(node) rb_entry((node), struct task_struct, core_node)
150
151 static inline bool rb_sched_core_less(struct rb_node *a, const struct rb_node *b)
152 {
153         return __sched_core_less(__node_2_sc(a), __node_2_sc(b));
154 }
155
156 static inline int rb_sched_core_cmp(const void *key, const struct rb_node *node)
157 {
158         const struct task_struct *p = __node_2_sc(node);
159         unsigned long cookie = (unsigned long)key;
160
161         if (cookie < p->core_cookie)
162                 return -1;
163
164         if (cookie > p->core_cookie)
165                 return 1;
166
167         return 0;
168 }
169
170 void sched_core_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
171 {
172         rq->core->core_task_seq++;
173
174         if (!p->core_cookie)
175                 return;
176
177         rb_add(&p->core_node, &rq->core_tree, rb_sched_core_less);
178 }
179
180 void sched_core_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
181 {
182         rq->core->core_task_seq++;
183
184         if (!sched_core_enqueued(p))
185                 return;
186
187         rb_erase(&p->core_node, &rq->core_tree);
188         RB_CLEAR_NODE(&p->core_node);
189 }
190
191 /*
192  * Find left-most (aka, highest priority) task matching @cookie.
193  */
194 static struct task_struct *sched_core_find(struct rq *rq, unsigned long cookie)
195 {
196         struct rb_node *node;
197
198         node = rb_find_first((void *)cookie, &rq->core_tree, rb_sched_core_cmp);
199         /*
200          * The idle task always matches any cookie!
201          */
202         if (!node)
203                 return idle_sched_class.pick_task(rq);
204
205         return __node_2_sc(node);
206 }
207
208 static struct task_struct *sched_core_next(struct task_struct *p, unsigned long cookie)
209 {
210         struct rb_node *node = &p->core_node;
211
212         node = rb_next(node);
213         if (!node)
214                 return NULL;
215
216         p = container_of(node, struct task_struct, core_node);
217         if (p->core_cookie != cookie)
218                 return NULL;
219
220         return p;
221 }
222
223 /*
224  * Magic required such that:
225  *
226  *      raw_spin_rq_lock(rq);
227  *      ...
228  *      raw_spin_rq_unlock(rq);
229  *
230  * ends up locking and unlocking the _same_ lock, and all CPUs
231  * always agree on what rq has what lock.
232  *
233  * XXX entirely possible to selectively enable cores, don't bother for now.
234  */
235
236 static DEFINE_MUTEX(sched_core_mutex);
237 static atomic_t sched_core_count;
238 static struct cpumask sched_core_mask;
239
240 static void __sched_core_flip(bool enabled)
241 {
242         int cpu, t, i;
243
244         cpus_read_lock();
245
246         /*
247          * Toggle the online cores, one by one.
248          */
249         cpumask_copy(&sched_core_mask, cpu_online_mask);
250         for_each_cpu(cpu, &sched_core_mask) {
251                 const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
252
253                 i = 0;
254                 local_irq_disable();
255                 for_each_cpu(t, smt_mask) {
256                         /* supports up to SMT8 */
257                         raw_spin_lock_nested(&cpu_rq(t)->__lock, i++);
258                 }
259
260                 for_each_cpu(t, smt_mask)
261                         cpu_rq(t)->core_enabled = enabled;
262
263                 for_each_cpu(t, smt_mask)
264                         raw_spin_unlock(&cpu_rq(t)->__lock);
265                 local_irq_enable();
266
267                 cpumask_andnot(&sched_core_mask, &sched_core_mask, smt_mask);
268         }
269
270         /*
271          * Toggle the offline CPUs.
272          */
273         cpumask_copy(&sched_core_mask, cpu_possible_mask);
274         cpumask_andnot(&sched_core_mask, &sched_core_mask, cpu_online_mask);
275
276         for_each_cpu(cpu, &sched_core_mask)
277                 cpu_rq(cpu)->core_enabled = enabled;
278
279         cpus_read_unlock();
280 }
281
282 static void sched_core_assert_empty(void)
283 {
284         int cpu;
285
286         for_each_possible_cpu(cpu)
287                 WARN_ON_ONCE(!RB_EMPTY_ROOT(&cpu_rq(cpu)->core_tree));
288 }
289
290 static void __sched_core_enable(void)
291 {
292         static_branch_enable(&__sched_core_enabled);
293         /*
294          * Ensure all previous instances of raw_spin_rq_*lock() have finished
295          * and future ones will observe !sched_core_disabled().
296          */
297         synchronize_rcu();
298         __sched_core_flip(true);
299         sched_core_assert_empty();
300 }
301
302 static void __sched_core_disable(void)
303 {
304         sched_core_assert_empty();
305         __sched_core_flip(false);
306         static_branch_disable(&__sched_core_enabled);
307 }
308
309 void sched_core_get(void)
310 {
311         if (atomic_inc_not_zero(&sched_core_count))
312                 return;
313
314         mutex_lock(&sched_core_mutex);
315         if (!atomic_read(&sched_core_count))
316                 __sched_core_enable();
317
318         smp_mb__before_atomic();
319         atomic_inc(&sched_core_count);
320         mutex_unlock(&sched_core_mutex);
321 }
322
323 static void __sched_core_put(struct work_struct *work)
324 {
325         if (atomic_dec_and_mutex_lock(&sched_core_count, &sched_core_mutex)) {
326                 __sched_core_disable();
327                 mutex_unlock(&sched_core_mutex);
328         }
329 }
330
331 void sched_core_put(void)
332 {
333         static DECLARE_WORK(_work, __sched_core_put);
334
335         /*
336          * "There can be only one"
337          *
338          * Either this is the last one, or we don't actually need to do any
339          * 'work'. If it is the last *again*, we rely on
340          * WORK_STRUCT_PENDING_BIT.
341          */
342         if (!atomic_add_unless(&sched_core_count, -1, 1))
343                 schedule_work(&_work);
344 }
345
346 #else /* !CONFIG_SCHED_CORE */
347
348 static inline void sched_core_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
349 static inline void sched_core_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
350
351 #endif /* CONFIG_SCHED_CORE */
352
353 /*
354  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
355  * default: 0.95s
356  */
357 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
358
359
360 /*
361  * Serialization rules:
362  *
363  * Lock order:
364  *
365  *   p->pi_lock
366  *     rq->lock
367  *       hrtimer_cpu_base->lock (hrtimer_start() for bandwidth controls)
368  *
369  *  rq1->lock
370  *    rq2->lock  where: rq1 < rq2
371  *
372  * Regular state:
373  *
374  * Normal scheduling state is serialized by rq->lock. __schedule() takes the
375  * local CPU's rq->lock, it optionally removes the task from the runqueue and
376  * always looks at the local rq data structures to find the most eligible task
377  * to run next.
378  *
379  * Task enqueue is also under rq->lock, possibly taken from another CPU.
380  * Wakeups from another LLC domain might use an IPI to transfer the enqueue to
381  * the local CPU to avoid bouncing the runqueue state around [ see
382  * ttwu_queue_wakelist() ]
383  *
384  * Task wakeup, specifically wakeups that involve migration, are horribly
385  * complicated to avoid having to take two rq->locks.
386  *
387  * Special state:
388  *
389  * System-calls and anything external will use task_rq_lock() which acquires
390  * both p->pi_lock and rq->lock. As a consequence the state they change is
391  * stable while holding either lock:
392  *
393  *  - sched_setaffinity()/
394  *    set_cpus_allowed_ptr():   p->cpus_ptr, p->nr_cpus_allowed
395  *  - set_user_nice():          p->se.load, p->*prio
396  *  - __sched_setscheduler():   p->sched_class, p->policy, p->*prio,
397  *                              p->se.load, p->rt_priority,
398  *                              p->dl.dl_{runtime, deadline, period, flags, bw, density}
399  *  - sched_setnuma():          p->numa_preferred_nid
400  *  - sched_move_task()/
401  *    cpu_cgroup_fork():        p->sched_task_group
402  *  - uclamp_update_active()    p->uclamp*
403  *
404  * p->state <- TASK_*:
405  *
406  *   is changed locklessly using set_current_state(), __set_current_state() or
407  *   set_special_state(), see their respective comments, or by
408  *   try_to_wake_up(). This latter uses p->pi_lock to serialize against
409  *   concurrent self.
410  *
411  * p->on_rq <- { 0, 1 = TASK_ON_RQ_QUEUED, 2 = TASK_ON_RQ_MIGRATING }:
412  *
413  *   is set by activate_task() and cleared by deactivate_task(), under
414  *   rq->lock. Non-zero indicates the task is runnable, the special
415  *   ON_RQ_MIGRATING state is used for migration without holding both
416  *   rq->locks. It indicates task_cpu() is not stable, see task_rq_lock().
417  *
418  * p->on_cpu <- { 0, 1 }:
419  *
420  *   is set by prepare_task() and cleared by finish_task() such that it will be
421  *   set before p is scheduled-in and cleared after p is scheduled-out, both
422  *   under rq->lock. Non-zero indicates the task is running on its CPU.
423  *
424  *   [ The astute reader will observe that it is possible for two tasks on one
425  *     CPU to have ->on_cpu = 1 at the same time. ]
426  *
427  * task_cpu(p): is changed by set_task_cpu(), the rules are:
428  *
429  *  - Don't call set_task_cpu() on a blocked task:
430  *
431  *    We don't care what CPU we're not running on, this simplifies hotplug,
432  *    the CPU assignment of blocked tasks isn't required to be valid.
433  *
434  *  - for try_to_wake_up(), called under p->pi_lock:
435  *
436  *    This allows try_to_wake_up() to only take one rq->lock, see its comment.
437  *
438  *  - for migration called under rq->lock:
439  *    [ see task_on_rq_migrating() in task_rq_lock() ]
440  *
441  *    o move_queued_task()
442  *    o detach_task()
443  *
444  *  - for migration called under double_rq_lock():
445  *
446  *    o __migrate_swap_task()
447  *    o push_rt_task() / pull_rt_task()
448  *    o push_dl_task() / pull_dl_task()
449  *    o dl_task_offline_migration()
450  *
451  */
452
453 void raw_spin_rq_lock_nested(struct rq *rq, int subclass)
454 {
455         raw_spinlock_t *lock;
456
457         /* Matches synchronize_rcu() in __sched_core_enable() */
458         preempt_disable();
459         if (sched_core_disabled()) {
460                 raw_spin_lock_nested(&rq->__lock, subclass);
461                 /* preempt_count *MUST* be > 1 */
462                 preempt_enable_no_resched();
463                 return;
464         }
465
466         for (;;) {
467                 lock = __rq_lockp(rq);
468                 raw_spin_lock_nested(lock, subclass);
469                 if (likely(lock == __rq_lockp(rq))) {
470                         /* preempt_count *MUST* be > 1 */
471                         preempt_enable_no_resched();
472                         return;
473                 }
474                 raw_spin_unlock(lock);
475         }
476 }
477
478 bool raw_spin_rq_trylock(struct rq *rq)
479 {
480         raw_spinlock_t *lock;
481         bool ret;
482
483         /* Matches synchronize_rcu() in __sched_core_enable() */
484         preempt_disable();
485         if (sched_core_disabled()) {
486                 ret = raw_spin_trylock(&rq->__lock);
487                 preempt_enable();
488                 return ret;
489         }
490
491         for (;;) {
492                 lock = __rq_lockp(rq);
493                 ret = raw_spin_trylock(lock);
494                 if (!ret || (likely(lock == __rq_lockp(rq)))) {
495                         preempt_enable();
496                         return ret;
497                 }
498                 raw_spin_unlock(lock);
499         }
500 }
501
502 void raw_spin_rq_unlock(struct rq *rq)
503 {
504         raw_spin_unlock(rq_lockp(rq));
505 }
506
507 #ifdef CONFIG_SMP
508 /*
509  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
510  */
511 void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
512 {
513         lockdep_assert_irqs_disabled();
514
515         if (rq_order_less(rq2, rq1))
516                 swap(rq1, rq2);
517
518         raw_spin_rq_lock(rq1);
519         if (__rq_lockp(rq1) == __rq_lockp(rq2))
520                 return;
521
522         raw_spin_rq_lock_nested(rq2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
523 }
524 #endif
525
526 /*
527  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
528  */
529 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
530         __acquires(rq->lock)
531 {
532         struct rq *rq;
533
534         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
535
536         for (;;) {
537                 rq = task_rq(p);
538                 raw_spin_rq_lock(rq);
539                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
540                         rq_pin_lock(rq, rf);
541                         return rq;
542                 }
543                 raw_spin_rq_unlock(rq);
544
545                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
546                         cpu_relax();
547         }
548 }
549
550 /*
551  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
552  */
553 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
554         __acquires(p->pi_lock)
555         __acquires(rq->lock)
556 {
557         struct rq *rq;
558
559         for (;;) {
560                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
561                 rq = task_rq(p);
562                 raw_spin_rq_lock(rq);
563                 /*
564                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
565                  *
566                  *      ACQUIRE (rq->lock)
567                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
568                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
569                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
570                  *                                      [L] ->on_rq
571                  *      RELEASE (rq->lock)
572                  *
573                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock(), the acquire of
574                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
575                  *
576                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock(), the address
577                  * dependency headed by '[L] rq = task_rq()' and the acquire
578                  * will pair with the WMB to ensure we then also see migrating.
579                  */
580                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
581                         rq_pin_lock(rq, rf);
582                         return rq;
583                 }
584                 raw_spin_rq_unlock(rq);
585                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
586
587                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
588                         cpu_relax();
589         }
590 }
591
592 /*
593  * RQ-clock updating methods:
594  */
595
596 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
597 {
598 /*
599  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
600  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
601  */
602         s64 __maybe_unused steal = 0, irq_delta = 0;
603
604 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
605         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
606
607         /*
608          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
609          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
610          * {soft,}irq region.
611          *
612          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
613          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
614          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
615          * monotonic.
616          *
617          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
618          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
619          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
620          * atomic ops.
621          */
622         if (irq_delta > delta)
623                 irq_delta = delta;
624
625         rq->prev_irq_time += irq_delta;
626         delta -= irq_delta;
627 #endif
628 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
629         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
630                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
631                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
632
633                 if (unlikely(steal > delta))
634                         steal = delta;
635
636                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
637                 delta -= steal;
638         }
639 #endif
640
641         rq->clock_task += delta;
642
643 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
644         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
645                 update_irq_load_avg(rq, irq_delta + steal);
646 #endif
647         update_rq_clock_pelt(rq, delta);
648 }
649
650 void update_rq_clock(struct rq *rq)
651 {
652         s64 delta;
653
654         lockdep_assert_rq_held(rq);
655
656         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
657                 return;
658
659 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
660         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
661                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
662         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
663 #endif
664
665         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
666         if (delta < 0)
667                 return;
668         rq->clock += delta;
669         update_rq_clock_task(rq, delta);
670 }
671
672 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
673 /*
674  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
675  */
676
677 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
678 {
679         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
680                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
681 }
682
683 /*
684  * High-resolution timer tick.
685  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
686  */
687 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
688 {
689         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
690         struct rq_flags rf;
691
692         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
693
694         rq_lock(rq, &rf);
695         update_rq_clock(rq);
696         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
697         rq_unlock(rq, &rf);
698
699         return HRTIMER_NORESTART;
700 }
701
702 #ifdef CONFIG_SMP
703
704 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
705 {
706         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
707         ktime_t time = rq->hrtick_time;
708
709         hrtimer_start(timer, time, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
710 }
711
712 /*
713  * called from hardirq (IPI) context
714  */
715 static void __hrtick_start(void *arg)
716 {
717         struct rq *rq = arg;
718         struct rq_flags rf;
719
720         rq_lock(rq, &rf);
721         __hrtick_restart(rq);
722         rq_unlock(rq, &rf);
723 }
724
725 /*
726  * Called to set the hrtick timer state.
727  *
728  * called with rq->lock held and irqs disabled
729  */
730 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
731 {
732         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
733         s64 delta;
734
735         /*
736          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
737          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
738          */
739         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
740         rq->hrtick_time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
741
742         if (rq == this_rq())
743                 __hrtick_restart(rq);
744         else
745                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
746 }
747
748 #else
749 /*
750  * Called to set the hrtick timer state.
751  *
752  * called with rq->lock held and irqs disabled
753  */
754 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
755 {
756         /*
757          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
758          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
759          */
760         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
761         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
762                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED_HARD);
763 }
764
765 #endif /* CONFIG_SMP */
766
767 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
768 {
769 #ifdef CONFIG_SMP
770         INIT_CSD(&rq->hrtick_csd, __hrtick_start, rq);
771 #endif
772         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
773         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
774 }
775 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
776 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
777 {
778 }
779
780 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
781 {
782 }
783 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
784
785 /*
786  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
787  */
788 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
789         ({                                                              \
790                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
791                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
792                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
793                                                                         \
794                 for (;;) {                                              \
795                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
796                         if (_old == _val)                               \
797                                 break;                                  \
798                         _val = _old;                                    \
799                 }                                                       \
800         _old;                                                           \
801 })
802
803 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
804 /*
805  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
806  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
807  * spurious IPIs.
808  */
809 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
810 {
811         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
812         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
813 }
814
815 /*
816  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
817  *
818  * If this returns true, then the idle task promises to call
819  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
820  */
821 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
822 {
823         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
824         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
825
826         for (;;) {
827                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
828                         return false;
829                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
830                         return true;
831                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
832                 if (old == val)
833                         break;
834                 val = old;
835         }
836         return true;
837 }
838
839 #else
840 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
841 {
842         set_tsk_need_resched(p);
843         return true;
844 }
845
846 #ifdef CONFIG_SMP
847 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
848 {
849         return false;
850 }
851 #endif
852 #endif
853
854 static bool __wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
855 {
856         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
857
858         /*
859          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
860          * it's already queued (either by us or someone else) and will get the
861          * wakeup due to that.
862          *
863          * In order to ensure that a pending wakeup will observe our pending
864          * state, even in the failed case, an explicit smp_mb() must be used.
865          */
866         smp_mb__before_atomic();
867         if (unlikely(cmpxchg_relaxed(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL)))
868                 return false;
869
870         /*
871          * The head is context local, there can be no concurrency.
872          */
873         *head->lastp = node;
874         head->lastp = &node->next;
875         return true;
876 }
877
878 /**
879  * wake_q_add() - queue a wakeup for 'later' waking.
880  * @head: the wake_q_head to add @task to
881  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
882  *
883  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
884  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
885  * instantly.
886  *
887  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
888  * must be ready to be woken at this location.
889  */
890 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
891 {
892         if (__wake_q_add(head, task))
893                 get_task_struct(task);
894 }
895
896 /**
897  * wake_q_add_safe() - safely queue a wakeup for 'later' waking.
898  * @head: the wake_q_head to add @task to
899  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
900  *
901  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
902  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
903  * instantly.
904  *
905  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
906  * must be ready to be woken at this location.
907  *
908  * This function is essentially a task-safe equivalent to wake_q_add(). Callers
909  * that already hold reference to @task can call the 'safe' version and trust
910  * wake_q to do the right thing depending whether or not the @task is already
911  * queued for wakeup.
912  */
913 void wake_q_add_safe(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
914 {
915         if (!__wake_q_add(head, task))
916                 put_task_struct(task);
917 }
918
919 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
920 {
921         struct wake_q_node *node = head->first;
922
923         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
924                 struct task_struct *task;
925
926                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
927                 /* Task can safely be re-inserted now: */
928                 node = node->next;
929                 task->wake_q.next = NULL;
930
931                 /*
932                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
933                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
934                  */
935                 wake_up_process(task);
936                 put_task_struct(task);
937         }
938 }
939
940 /*
941  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
942  *
943  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
944  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
945  * the target CPU.
946  */
947 void resched_curr(struct rq *rq)
948 {
949         struct task_struct *curr = rq->curr;
950         int cpu;
951
952         lockdep_assert_rq_held(rq);
953
954         if (test_tsk_need_resched(curr))
955                 return;
956
957         cpu = cpu_of(rq);
958
959         if (cpu == smp_processor_id()) {
960                 set_tsk_need_resched(curr);
961                 set_preempt_need_resched();
962                 return;
963         }
964
965         if (set_nr_and_not_polling(curr))
966                 smp_send_reschedule(cpu);
967         else
968                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
969 }
970
971 void resched_cpu(int cpu)
972 {
973         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
974         unsigned long flags;
975
976         raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
977         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
978                 resched_curr(rq);
979         raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
980 }
981
982 #ifdef CONFIG_SMP
983 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
984 /*
985  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
986  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
987  *
988  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
989  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
990  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
991  */
992 int get_nohz_timer_target(void)
993 {
994         int i, cpu = smp_processor_id(), default_cpu = -1;
995         struct sched_domain *sd;
996         const struct cpumask *hk_mask;
997
998         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER)) {
999                 if (!idle_cpu(cpu))
1000                         return cpu;
1001                 default_cpu = cpu;
1002         }
1003
1004         hk_mask = housekeeping_cpumask(HK_FLAG_TIMER);
1005
1006         rcu_read_lock();
1007         for_each_domain(cpu, sd) {
1008                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), hk_mask) {
1009                         if (cpu == i)
1010                                 continue;
1011
1012                         if (!idle_cpu(i)) {
1013                                 cpu = i;
1014                                 goto unlock;
1015                         }
1016                 }
1017         }
1018
1019         if (default_cpu == -1)
1020                 default_cpu = housekeeping_any_cpu(HK_FLAG_TIMER);
1021         cpu = default_cpu;
1022 unlock:
1023         rcu_read_unlock();
1024         return cpu;
1025 }
1026
1027 /*
1028  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1029  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1030  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1031  * idle system the next event might even be infinite time into the
1032  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1033  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1034  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1035  * wheel for the next timer event.
1036  */
1037 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1038 {
1039         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1040
1041         if (cpu == smp_processor_id())
1042                 return;
1043
1044         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
1045                 smp_send_reschedule(cpu);
1046         else
1047                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1048 }
1049
1050 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
1051 {
1052         /*
1053          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
1054          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
1055          * If needed we can still optimize that later with an
1056          * empty IRQ.
1057          */
1058         if (cpu_is_offline(cpu))
1059                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
1060         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
1061                 if (cpu != smp_processor_id() ||
1062                     tick_nohz_tick_stopped())
1063                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
1064                 return true;
1065         }
1066
1067         return false;
1068 }
1069
1070 /*
1071  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
1072  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
1073  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
1074  */
1075 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
1076 {
1077         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
1078                 wake_up_idle_cpu(cpu);
1079 }
1080
1081 static void nohz_csd_func(void *info)
1082 {
1083         struct rq *rq = info;
1084         int cpu = cpu_of(rq);
1085         unsigned int flags;
1086
1087         /*
1088          * Release the rq::nohz_csd.
1089          */
1090         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK | NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(cpu));
1091         WARN_ON(!(flags & NOHZ_KICK_MASK));
1092
1093         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
1094         if (rq->idle_balance && !need_resched()) {
1095                 rq->nohz_idle_balance = flags;
1096                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1097         }
1098 }
1099
1100 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
1101
1102 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1103 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
1104 {
1105         int fifo_nr_running;
1106
1107         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
1108         if (rq->dl.dl_nr_running)
1109                 return false;
1110
1111         /*
1112          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to affect the
1113          * actual RR behaviour.
1114          */
1115         if (rq->rt.rr_nr_running) {
1116                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
1117                         return true;
1118                 else
1119                         return false;
1120         }
1121
1122         /*
1123          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
1124          * forced preemption between FIFO tasks.
1125          */
1126         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
1127         if (fifo_nr_running)
1128                 return true;
1129
1130         /*
1131          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
1132          * if there's more than one we need the tick for involuntary
1133          * preemption.
1134          */
1135         if (rq->nr_running > 1)
1136                 return false;
1137
1138         return true;
1139 }
1140 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
1141 #endif /* CONFIG_SMP */
1142
1143 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
1144                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
1145 /*
1146  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
1147  * node and @up when leaving it for the final time.
1148  *
1149  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
1150  */
1151 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
1152                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1153 {
1154         struct task_group *parent, *child;
1155         int ret;
1156
1157         parent = from;
1158
1159 down:
1160         ret = (*down)(parent, data);
1161         if (ret)
1162                 goto out;
1163         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1164                 parent = child;
1165                 goto down;
1166
1167 up:
1168                 continue;
1169         }
1170         ret = (*up)(parent, data);
1171         if (ret || parent == from)
1172                 goto out;
1173
1174         child = parent;
1175         parent = parent->parent;
1176         if (parent)
1177                 goto up;
1178 out:
1179         return ret;
1180 }
1181
1182 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1183 {
1184         return 0;
1185 }
1186 #endif
1187
1188 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
1189 {
1190         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
1191         struct load_weight *load = &p->se.load;
1192
1193         /*
1194          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1195          */
1196         if (task_has_idle_policy(p)) {
1197                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
1198                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1199                 return;
1200         }
1201
1202         /*
1203          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
1204          * weight
1205          */
1206         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
1207                 reweight_task(p, prio);
1208         } else {
1209                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
1210                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
1211         }
1212 }
1213
1214 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
1215 /*
1216  * Serializes updates of utilization clamp values
1217  *
1218  * The (slow-path) user-space triggers utilization clamp value updates which
1219  * can require updates on (fast-path) scheduler's data structures used to
1220  * support enqueue/dequeue operations.
1221  * While the per-CPU rq lock protects fast-path update operations, user-space
1222  * requests are serialized using a mutex to reduce the risk of conflicting
1223  * updates or API abuses.
1224  */
1225 static DEFINE_MUTEX(uclamp_mutex);
1226
1227 /* Max allowed minimum utilization */
1228 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1229
1230 /* Max allowed maximum utilization */
1231 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_max = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1232
1233 /*
1234  * By default RT tasks run at the maximum performance point/capacity of the
1235  * system. Uclamp enforces this by always setting UCLAMP_MIN of RT tasks to
1236  * SCHED_CAPACITY_SCALE.
1237  *
1238  * This knob allows admins to change the default behavior when uclamp is being
1239  * used. In battery powered devices, particularly, running at the maximum
1240  * capacity and frequency will increase energy consumption and shorten the
1241  * battery life.
1242  *
1243  * This knob only affects RT tasks that their uclamp_se->user_defined == false.
1244  *
1245  * This knob will not override the system default sched_util_clamp_min defined
1246  * above.
1247  */
1248 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1249
1250 /* All clamps are required to be less or equal than these values */
1251 static struct uclamp_se uclamp_default[UCLAMP_CNT];
1252
1253 /*
1254  * This static key is used to reduce the uclamp overhead in the fast path. It
1255  * primarily disables the call to uclamp_rq_{inc, dec}() in
1256  * enqueue/dequeue_task().
1257  *
1258  * This allows users to continue to enable uclamp in their kernel config with
1259  * minimum uclamp overhead in the fast path.
1260  *
1261  * As soon as userspace modifies any of the uclamp knobs, the static key is
1262  * enabled, since we have an actual users that make use of uclamp
1263  * functionality.
1264  *
1265  * The knobs that would enable this static key are:
1266  *
1267  *   * A task modifying its uclamp value with sched_setattr().
1268  *   * An admin modifying the sysctl_sched_uclamp_{min, max} via procfs.
1269  *   * An admin modifying the cgroup cpu.uclamp.{min, max}
1270  */
1271 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_uclamp_used);
1272
1273 /* Integer rounded range for each bucket */
1274 #define UCLAMP_BUCKET_DELTA DIV_ROUND_CLOSEST(SCHED_CAPACITY_SCALE, UCLAMP_BUCKETS)
1275
1276 #define for_each_clamp_id(clamp_id) \
1277         for ((clamp_id) = 0; (clamp_id) < UCLAMP_CNT; (clamp_id)++)
1278
1279 static inline unsigned int uclamp_bucket_id(unsigned int clamp_value)
1280 {
1281         return min_t(unsigned int, clamp_value / UCLAMP_BUCKET_DELTA, UCLAMP_BUCKETS - 1);
1282 }
1283
1284 static inline unsigned int uclamp_none(enum uclamp_id clamp_id)
1285 {
1286         if (clamp_id == UCLAMP_MIN)
1287                 return 0;
1288         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
1289 }
1290
1291 static inline void uclamp_se_set(struct uclamp_se *uc_se,
1292                                  unsigned int value, bool user_defined)
1293 {
1294         uc_se->value = value;
1295         uc_se->bucket_id = uclamp_bucket_id(value);
1296         uc_se->user_defined = user_defined;
1297 }
1298
1299 static inline unsigned int
1300 uclamp_idle_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1301                   unsigned int clamp_value)
1302 {
1303         /*
1304          * Avoid blocked utilization pushing up the frequency when we go
1305          * idle (which drops the max-clamp) by retaining the last known
1306          * max-clamp.
1307          */
1308         if (clamp_id == UCLAMP_MAX) {
1309                 rq->uclamp_flags |= UCLAMP_FLAG_IDLE;
1310                 return clamp_value;
1311         }
1312
1313         return uclamp_none(UCLAMP_MIN);
1314 }
1315
1316 static inline void uclamp_idle_reset(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1317                                      unsigned int clamp_value)
1318 {
1319         /* Reset max-clamp retention only on idle exit */
1320         if (!(rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
1321                 return;
1322
1323         WRITE_ONCE(rq->uclamp[clamp_id].value, clamp_value);
1324 }
1325
1326 static inline
1327 unsigned int uclamp_rq_max_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1328                                    unsigned int clamp_value)
1329 {
1330         struct uclamp_bucket *bucket = rq->uclamp[clamp_id].bucket;
1331         int bucket_id = UCLAMP_BUCKETS - 1;
1332
1333         /*
1334          * Since both min and max clamps are max aggregated, find the
1335          * top most bucket with tasks in.
1336          */
1337         for ( ; bucket_id >= 0; bucket_id--) {
1338                 if (!bucket[bucket_id].tasks)
1339                         continue;
1340                 return bucket[bucket_id].value;
1341         }
1342
1343         /* No tasks -- default clamp values */
1344         return uclamp_idle_value(rq, clamp_id, clamp_value);
1345 }
1346
1347 static void __uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1348 {
1349         unsigned int default_util_min;
1350         struct uclamp_se *uc_se;
1351
1352         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1353
1354         uc_se = &p->uclamp_req[UCLAMP_MIN];
1355
1356         /* Only sync if user didn't override the default */
1357         if (uc_se->user_defined)
1358                 return;
1359
1360         default_util_min = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1361         uclamp_se_set(uc_se, default_util_min, false);
1362 }
1363
1364 static void uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1365 {
1366         struct rq_flags rf;
1367         struct rq *rq;
1368
1369         if (!rt_task(p))
1370                 return;
1371
1372         /* Protect updates to p->uclamp_* */
1373         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1374         __uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1375         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1376 }
1377
1378 static void uclamp_sync_util_min_rt_default(void)
1379 {
1380         struct task_struct *g, *p;
1381
1382         /*
1383          * copy_process()                       sysctl_uclamp
1384          *                                        uclamp_min_rt = X;
1385          *   write_lock(&tasklist_lock)           read_lock(&tasklist_lock)
1386          *   // link thread                       smp_mb__after_spinlock()
1387          *   write_unlock(&tasklist_lock)         read_unlock(&tasklist_lock);
1388          *   sched_post_fork()                    for_each_process_thread()
1389          *     __uclamp_sync_rt()                   __uclamp_sync_rt()
1390          *
1391          * Ensures that either sched_post_fork() will observe the new
1392          * uclamp_min_rt or for_each_process_thread() will observe the new
1393          * task.
1394          */
1395         read_lock(&tasklist_lock);
1396         smp_mb__after_spinlock();
1397         read_unlock(&tasklist_lock);
1398
1399         rcu_read_lock();
1400         for_each_process_thread(g, p)
1401                 uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1402         rcu_read_unlock();
1403 }
1404
1405 static inline struct uclamp_se
1406 uclamp_tg_restrict(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1407 {
1408         /* Copy by value as we could modify it */
1409         struct uclamp_se uc_req = p->uclamp_req[clamp_id];
1410 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1411         unsigned int tg_min, tg_max, value;
1412
1413         /*
1414          * Tasks in autogroups or root task group will be
1415          * restricted by system defaults.
1416          */
1417         if (task_group_is_autogroup(task_group(p)))
1418                 return uc_req;
1419         if (task_group(p) == &root_task_group)
1420                 return uc_req;
1421
1422         tg_min = task_group(p)->uclamp[UCLAMP_MIN].value;
1423         tg_max = task_group(p)->uclamp[UCLAMP_MAX].value;
1424         value = uc_req.value;
1425         value = clamp(value, tg_min, tg_max);
1426         uclamp_se_set(&uc_req, value, false);
1427 #endif
1428
1429         return uc_req;
1430 }
1431
1432 /*
1433  * The effective clamp bucket index of a task depends on, by increasing
1434  * priority:
1435  * - the task specific clamp value, when explicitly requested from userspace
1436  * - the task group effective clamp value, for tasks not either in the root
1437  *   group or in an autogroup
1438  * - the system default clamp value, defined by the sysadmin
1439  */
1440 static inline struct uclamp_se
1441 uclamp_eff_get(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1442 {
1443         struct uclamp_se uc_req = uclamp_tg_restrict(p, clamp_id);
1444         struct uclamp_se uc_max = uclamp_default[clamp_id];
1445
1446         /* System default restrictions always apply */
1447         if (unlikely(uc_req.value > uc_max.value))
1448                 return uc_max;
1449
1450         return uc_req;
1451 }
1452
1453 unsigned long uclamp_eff_value(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1454 {
1455         struct uclamp_se uc_eff;
1456
1457         /* Task currently refcounted: use back-annotated (effective) value */
1458         if (p->uclamp[clamp_id].active)
1459                 return (unsigned long)p->uclamp[clamp_id].value;
1460
1461         uc_eff = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1462
1463         return (unsigned long)uc_eff.value;
1464 }
1465
1466 /*
1467  * When a task is enqueued on a rq, the clamp bucket currently defined by the
1468  * task's uclamp::bucket_id is refcounted on that rq. This also immediately
1469  * updates the rq's clamp value if required.
1470  *
1471  * Tasks can have a task-specific value requested from user-space, track
1472  * within each bucket the maximum value for tasks refcounted in it.
1473  * This "local max aggregation" allows to track the exact "requested" value
1474  * for each bucket when all its RUNNABLE tasks require the same clamp.
1475  */
1476 static inline void uclamp_rq_inc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1477                                     enum uclamp_id clamp_id)
1478 {
1479         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1480         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1481         struct uclamp_bucket *bucket;
1482
1483         lockdep_assert_rq_held(rq);
1484
1485         /* Update task effective clamp */
1486         p->uclamp[clamp_id] = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1487
1488         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1489         bucket->tasks++;
1490         uc_se->active = true;
1491
1492         uclamp_idle_reset(rq, clamp_id, uc_se->value);
1493
1494         /*
1495          * Local max aggregation: rq buckets always track the max
1496          * "requested" clamp value of its RUNNABLE tasks.
1497          */
1498         if (bucket->tasks == 1 || uc_se->value > bucket->value)
1499                 bucket->value = uc_se->value;
1500
1501         if (uc_se->value > READ_ONCE(uc_rq->value))
1502                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, uc_se->value);
1503 }
1504
1505 /*
1506  * When a task is dequeued from a rq, the clamp bucket refcounted by the task
1507  * is released. If this is the last task reference counting the rq's max
1508  * active clamp value, then the rq's clamp value is updated.
1509  *
1510  * Both refcounted tasks and rq's cached clamp values are expected to be
1511  * always valid. If it's detected they are not, as defensive programming,
1512  * enforce the expected state and warn.
1513  */
1514 static inline void uclamp_rq_dec_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1515                                     enum uclamp_id clamp_id)
1516 {
1517         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1518         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1519         struct uclamp_bucket *bucket;
1520         unsigned int bkt_clamp;
1521         unsigned int rq_clamp;
1522
1523         lockdep_assert_rq_held(rq);
1524
1525         /*
1526          * If sched_uclamp_used was enabled after task @p was enqueued,
1527          * we could end up with unbalanced call to uclamp_rq_dec_id().
1528          *
1529          * In this case the uc_se->active flag should be false since no uclamp
1530          * accounting was performed at enqueue time and we can just return
1531          * here.
1532          *
1533          * Need to be careful of the following enqueue/dequeue ordering
1534          * problem too
1535          *
1536          *      enqueue(taskA)
1537          *      // sched_uclamp_used gets enabled
1538          *      enqueue(taskB)
1539          *      dequeue(taskA)
1540          *      // Must not decrement bucket->tasks here
1541          *      dequeue(taskB)
1542          *
1543          * where we could end up with stale data in uc_se and
1544          * bucket[uc_se->bucket_id].
1545          *
1546          * The following check here eliminates the possibility of such race.
1547          */
1548         if (unlikely(!uc_se->active))
1549                 return;
1550
1551         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1552
1553         SCHED_WARN_ON(!bucket->tasks);
1554         if (likely(bucket->tasks))
1555                 bucket->tasks--;
1556
1557         uc_se->active = false;
1558
1559         /*
1560          * Keep "local max aggregation" simple and accept to (possibly)
1561          * overboost some RUNNABLE tasks in the same bucket.
1562          * The rq clamp bucket value is reset to its base value whenever
1563          * there are no more RUNNABLE tasks refcounting it.
1564          */
1565         if (likely(bucket->tasks))
1566                 return;
1567
1568         rq_clamp = READ_ONCE(uc_rq->value);
1569         /*
1570          * Defensive programming: this should never happen. If it happens,
1571          * e.g. due to future modification, warn and fixup the expected value.
1572          */
1573         SCHED_WARN_ON(bucket->value > rq_clamp);
1574         if (bucket->value >= rq_clamp) {
1575                 bkt_clamp = uclamp_rq_max_value(rq, clamp_id, uc_se->value);
1576                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, bkt_clamp);
1577         }
1578 }
1579
1580 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1581 {
1582         enum uclamp_id clamp_id;
1583
1584         /*
1585          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1586          *
1587          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1588          * sched_uclamp_used is disabled.
1589          */
1590         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1591                 return;
1592
1593         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1594                 return;
1595
1596         for_each_clamp_id(clamp_id)
1597                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1598
1599         /* Reset clamp idle holding when there is one RUNNABLE task */
1600         if (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE)
1601                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1602 }
1603
1604 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1605 {
1606         enum uclamp_id clamp_id;
1607
1608         /*
1609          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1610          *
1611          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1612          * sched_uclamp_used is disabled.
1613          */
1614         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1615                 return;
1616
1617         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1618                 return;
1619
1620         for_each_clamp_id(clamp_id)
1621                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1622 }
1623
1624 static inline void uclamp_rq_reinc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1625                                       enum uclamp_id clamp_id)
1626 {
1627         if (!p->uclamp[clamp_id].active)
1628                 return;
1629
1630         uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1631         uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1632
1633         /*
1634          * Make sure to clear the idle flag if we've transiently reached 0
1635          * active tasks on rq.
1636          */
1637         if (clamp_id == UCLAMP_MAX && (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
1638                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1639 }
1640
1641 static inline void
1642 uclamp_update_active(struct task_struct *p)
1643 {
1644         enum uclamp_id clamp_id;
1645         struct rq_flags rf;
1646         struct rq *rq;
1647
1648         /*
1649          * Lock the task and the rq where the task is (or was) queued.
1650          *
1651          * We might lock the (previous) rq of a !RUNNABLE task, but that's the
1652          * price to pay to safely serialize util_{min,max} updates with
1653          * enqueues, dequeues and migration operations.
1654          * This is the same locking schema used by __set_cpus_allowed_ptr().
1655          */
1656         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1657
1658         /*
1659          * Setting the clamp bucket is serialized by task_rq_lock().
1660          * If the task is not yet RUNNABLE and its task_struct is not
1661          * affecting a valid clamp bucket, the next time it's enqueued,
1662          * it will already see the updated clamp bucket value.
1663          */
1664         for_each_clamp_id(clamp_id)
1665                 uclamp_rq_reinc_id(rq, p, clamp_id);
1666
1667         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1668 }
1669
1670 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1671 static inline void
1672 uclamp_update_active_tasks(struct cgroup_subsys_state *css)
1673 {
1674         struct css_task_iter it;
1675         struct task_struct *p;
1676
1677         css_task_iter_start(css, 0, &it);
1678         while ((p = css_task_iter_next(&it)))
1679                 uclamp_update_active(p);
1680         css_task_iter_end(&it);
1681 }
1682
1683 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css);
1684 static void uclamp_update_root_tg(void)
1685 {
1686         struct task_group *tg = &root_task_group;
1687
1688         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1689                       sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1690         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1691                       sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1692
1693         rcu_read_lock();
1694         cpu_util_update_eff(&root_task_group.css);
1695         rcu_read_unlock();
1696 }
1697 #else
1698 static void uclamp_update_root_tg(void) { }
1699 #endif
1700
1701 int sysctl_sched_uclamp_handler(struct ctl_table *table, int write,
1702                                 void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
1703 {
1704         bool update_root_tg = false;
1705         int old_min, old_max, old_min_rt;
1706         int result;
1707
1708         mutex_lock(&uclamp_mutex);
1709         old_min = sysctl_sched_uclamp_util_min;
1710         old_max = sysctl_sched_uclamp_util_max;
1711         old_min_rt = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1712
1713         result = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
1714         if (result)
1715                 goto undo;
1716         if (!write)
1717                 goto done;
1718
1719         if (sysctl_sched_uclamp_util_min > sysctl_sched_uclamp_util_max ||
1720             sysctl_sched_uclamp_util_max > SCHED_CAPACITY_SCALE ||
1721             sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default > SCHED_CAPACITY_SCALE) {
1722
1723                 result = -EINVAL;
1724                 goto undo;
1725         }
1726
1727         if (old_min != sysctl_sched_uclamp_util_min) {
1728                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MIN],
1729                               sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1730                 update_root_tg = true;
1731         }
1732         if (old_max != sysctl_sched_uclamp_util_max) {
1733                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MAX],
1734                               sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1735                 update_root_tg = true;
1736         }
1737
1738         if (update_root_tg) {
1739                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1740                 uclamp_update_root_tg();
1741         }
1742
1743         if (old_min_rt != sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default) {
1744                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1745                 uclamp_sync_util_min_rt_default();
1746         }
1747
1748         /*
1749          * We update all RUNNABLE tasks only when task groups are in use.
1750          * Otherwise, keep it simple and do just a lazy update at each next
1751          * task enqueue time.
1752          */
1753
1754         goto done;
1755
1756 undo:
1757         sysctl_sched_uclamp_util_min = old_min;
1758         sysctl_sched_uclamp_util_max = old_max;
1759         sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = old_min_rt;
1760 done:
1761         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
1762
1763         return result;
1764 }
1765
1766 static int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1767                            const struct sched_attr *attr)
1768 {
1769         int util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
1770         int util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
1771
1772         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN) {
1773                 util_min = attr->sched_util_min;
1774
1775                 if (util_min + 1 > SCHED_CAPACITY_SCALE + 1)
1776                         return -EINVAL;
1777         }
1778
1779         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX) {
1780                 util_max = attr->sched_util_max;
1781
1782                 if (util_max + 1 > SCHED_CAPACITY_SCALE + 1)
1783                         return -EINVAL;
1784         }
1785
1786         if (util_min != -1 && util_max != -1 && util_min > util_max)
1787                 return -EINVAL;
1788
1789         /*
1790          * We have valid uclamp attributes; make sure uclamp is enabled.
1791          *
1792          * We need to do that here, because enabling static branches is a
1793          * blocking operation which obviously cannot be done while holding
1794          * scheduler locks.
1795          */
1796         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1797
1798         return 0;
1799 }
1800
1801 static bool uclamp_reset(const struct sched_attr *attr,
1802                          enum uclamp_id clamp_id,
1803                          struct uclamp_se *uc_se)
1804 {
1805         /* Reset on sched class change for a non user-defined clamp value. */
1806         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)) &&
1807             !uc_se->user_defined)
1808                 return true;
1809
1810         /* Reset on sched_util_{min,max} == -1. */
1811         if (clamp_id == UCLAMP_MIN &&
1812             attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN &&
1813             attr->sched_util_min == -1) {
1814                 return true;
1815         }
1816
1817         if (clamp_id == UCLAMP_MAX &&
1818             attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX &&
1819             attr->sched_util_max == -1) {
1820                 return true;
1821         }
1822
1823         return false;
1824 }
1825
1826 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1827                                   const struct sched_attr *attr)
1828 {
1829         enum uclamp_id clamp_id;
1830
1831         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1832                 struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp_req[clamp_id];
1833                 unsigned int value;
1834
1835                 if (!uclamp_reset(attr, clamp_id, uc_se))
1836                         continue;
1837
1838                 /*
1839                  * RT by default have a 100% boost value that could be modified
1840                  * at runtime.
1841                  */
1842                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1843                         value = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1844                 else
1845                         value = uclamp_none(clamp_id);
1846
1847                 uclamp_se_set(uc_se, value, false);
1848
1849         }
1850
1851         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)))
1852                 return;
1853
1854         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN &&
1855             attr->sched_util_min != -1) {
1856                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1857                               attr->sched_util_min, true);
1858         }
1859
1860         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX &&
1861             attr->sched_util_max != -1) {
1862                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1863                               attr->sched_util_max, true);
1864         }
1865 }
1866
1867 static void uclamp_fork(struct task_struct *p)
1868 {
1869         enum uclamp_id clamp_id;
1870
1871         /*
1872          * We don't need to hold task_rq_lock() when updating p->uclamp_* here
1873          * as the task is still at its early fork stages.
1874          */
1875         for_each_clamp_id(clamp_id)
1876                 p->uclamp[clamp_id].active = false;
1877
1878         if (likely(!p->sched_reset_on_fork))
1879                 return;
1880
1881         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1882                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[clamp_id],
1883                               uclamp_none(clamp_id), false);
1884         }
1885 }
1886
1887 static void uclamp_post_fork(struct task_struct *p)
1888 {
1889         uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1890 }
1891
1892 static void __init init_uclamp_rq(struct rq *rq)
1893 {
1894         enum uclamp_id clamp_id;
1895         struct uclamp_rq *uc_rq = rq->uclamp;
1896
1897         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1898                 uc_rq[clamp_id] = (struct uclamp_rq) {
1899                         .value = uclamp_none(clamp_id)
1900                 };
1901         }
1902
1903         rq->uclamp_flags = 0;
1904 }
1905
1906 static void __init init_uclamp(void)
1907 {
1908         struct uclamp_se uc_max = {};
1909         enum uclamp_id clamp_id;
1910         int cpu;
1911
1912         for_each_possible_cpu(cpu)
1913                 init_uclamp_rq(cpu_rq(cpu));
1914
1915         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1916                 uclamp_se_set(&init_task.uclamp_req[clamp_id],
1917                               uclamp_none(clamp_id), false);
1918         }
1919
1920         /* System defaults allow max clamp values for both indexes */
1921         uclamp_se_set(&uc_max, uclamp_none(UCLAMP_MAX), false);
1922         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1923                 uclamp_default[clamp_id] = uc_max;
1924 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1925                 root_task_group.uclamp_req[clamp_id] = uc_max;
1926                 root_task_group.uclamp[clamp_id] = uc_max;
1927 #endif
1928         }
1929 }
1930
1931 #else /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1932 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1933 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1934 static inline int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1935                                   const struct sched_attr *attr)
1936 {
1937         return -EOPNOTSUPP;
1938 }
1939 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1940                                   const struct sched_attr *attr) { }
1941 static inline void uclamp_fork(struct task_struct *p) { }
1942 static inline void uclamp_post_fork(struct task_struct *p) { }
1943 static inline void init_uclamp(void) { }
1944 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1945
1946 bool sched_task_on_rq(struct task_struct *p)
1947 {
1948         return task_on_rq_queued(p);
1949 }
1950
1951 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1952 {
1953         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
1954                 update_rq_clock(rq);
1955
1956         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
1957                 sched_info_enqueue(rq, p);
1958                 psi_enqueue(p, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
1959         }
1960
1961         uclamp_rq_inc(rq, p);
1962         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
1963
1964         if (sched_core_enabled(rq))
1965                 sched_core_enqueue(rq, p);
1966 }
1967
1968 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1969 {
1970         if (sched_core_enabled(rq))
1971                 sched_core_dequeue(rq, p);
1972
1973         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
1974                 update_rq_clock(rq);
1975
1976         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
1977                 sched_info_dequeue(rq, p);
1978                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
1979         }
1980
1981         uclamp_rq_dec(rq, p);
1982         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
1983 }
1984
1985 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1986 {
1987         enqueue_task(rq, p, flags);
1988
1989         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1990 }
1991
1992 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1993 {
1994         p->on_rq = (flags & DEQUEUE_SLEEP) ? 0 : TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1995
1996         dequeue_task(rq, p, flags);
1997 }
1998
1999 static inline int __normal_prio(int policy, int rt_prio, int nice)
2000 {
2001         int prio;
2002
2003         if (dl_policy(policy))
2004                 prio = MAX_DL_PRIO - 1;
2005         else if (rt_policy(policy))
2006                 prio = MAX_RT_PRIO - 1 - rt_prio;
2007         else
2008                 prio = NICE_TO_PRIO(nice);
2009
2010         return prio;
2011 }
2012
2013 /*
2014  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
2015  * without taking RT-inheritance into account. Might be
2016  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
2017  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
2018  * estimator recalculates.
2019  */
2020 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
2021 {
2022         return __normal_prio(p->policy, p->rt_priority, PRIO_TO_NICE(p->static_prio));
2023 }
2024
2025 /*
2026  * Calculate the current priority, i.e. the priority
2027  * taken into account by the scheduler. This value might
2028  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
2029  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
2030  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
2031  */
2032 static int effective_prio(struct task_struct *p)
2033 {
2034         p->normal_prio = normal_prio(p);
2035         /*
2036          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
2037          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
2038          * to the normal priority:
2039          */
2040         if (!rt_prio(p->prio))
2041                 return p->normal_prio;
2042         return p->prio;
2043 }
2044
2045 /**
2046  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
2047  * @p: the task in question.
2048  *
2049  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
2050  */
2051 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
2052 {
2053         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
2054 }
2055
2056 /*
2057  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
2058  * use the balance_callback list if you want balancing.
2059  *
2060  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
2061  * balance_callback().
2062  */
2063 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
2064                                        const struct sched_class *prev_class,
2065                                        int oldprio)
2066 {
2067         if (prev_class != p->sched_class) {
2068                 if (prev_class->switched_from)
2069                         prev_class->switched_from(rq, p);
2070
2071                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
2072         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
2073                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
2074 }
2075
2076 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2077 {
2078         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class)
2079                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
2080         else if (p->sched_class > rq->curr->sched_class)
2081                 resched_curr(rq);
2082
2083         /*
2084          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
2085          * this case, we can save a useless back to back clock update.
2086          */
2087         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
2088                 rq_clock_skip_update(rq);
2089 }
2090
2091 #ifdef CONFIG_SMP
2092
2093 static void
2094 __do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags);
2095
2096 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2097                                   const struct cpumask *new_mask,
2098                                   u32 flags);
2099
2100 static void migrate_disable_switch(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2101 {
2102         if (likely(!p->migration_disabled))
2103                 return;
2104
2105         if (p->cpus_ptr != &p->cpus_mask)
2106                 return;
2107
2108         /*
2109          * Violates locking rules! see comment in __do_set_cpus_allowed().
2110          */
2111         __do_set_cpus_allowed(p, cpumask_of(rq->cpu), SCA_MIGRATE_DISABLE);
2112 }
2113
2114 void migrate_disable(void)
2115 {
2116         struct task_struct *p = current;
2117
2118         if (p->migration_disabled) {
2119                 p->migration_disabled++;
2120                 return;
2121         }
2122
2123         preempt_disable();
2124         this_rq()->nr_pinned++;
2125         p->migration_disabled = 1;
2126         preempt_enable();
2127 }
2128 EXPORT_SYMBOL_GPL(migrate_disable);
2129
2130 void migrate_enable(void)
2131 {
2132         struct task_struct *p = current;
2133
2134         if (p->migration_disabled > 1) {
2135                 p->migration_disabled--;
2136                 return;
2137         }
2138
2139         /*
2140          * Ensure stop_task runs either before or after this, and that
2141          * __set_cpus_allowed_ptr(SCA_MIGRATE_ENABLE) doesn't schedule().
2142          */
2143         preempt_disable();
2144         if (p->cpus_ptr != &p->cpus_mask)
2145                 __set_cpus_allowed_ptr(p, &p->cpus_mask, SCA_MIGRATE_ENABLE);
2146         /*
2147          * Mustn't clear migration_disabled() until cpus_ptr points back at the
2148          * regular cpus_mask, otherwise things that race (eg.
2149          * select_fallback_rq) get confused.
2150          */
2151         barrier();
2152         p->migration_disabled = 0;
2153         this_rq()->nr_pinned--;
2154         preempt_enable();
2155 }
2156 EXPORT_SYMBOL_GPL(migrate_enable);
2157
2158 static inline bool rq_has_pinned_tasks(struct rq *rq)
2159 {
2160         return rq->nr_pinned;
2161 }
2162
2163 /*
2164  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !active && online CPUs, see
2165  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
2166  */
2167 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
2168 {
2169         /* When not in the task's cpumask, no point in looking further. */
2170         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
2171                 return false;
2172
2173         /* migrate_disabled() must be allowed to finish. */
2174         if (is_migration_disabled(p))
2175                 return cpu_online(cpu);
2176
2177         /* Non kernel threads are not allowed during either online or offline. */
2178         if (!(p->flags & PF_KTHREAD))
2179                 return cpu_active(cpu) && task_cpu_possible(cpu, p);
2180
2181         /* KTHREAD_IS_PER_CPU is always allowed. */
2182         if (kthread_is_per_cpu(p))
2183                 return cpu_online(cpu);
2184
2185         /* Regular kernel threads don't get to stay during offline. */
2186         if (cpu_dying(cpu))
2187                 return false;
2188
2189         /* But are allowed during online. */
2190         return cpu_online(cpu);
2191 }
2192
2193 /*
2194  * This is how migration works:
2195  *
2196  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
2197  *    stop_one_cpu().
2198  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
2199  *    off the CPU)
2200  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
2201  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
2202  *    it and puts it into the right queue.
2203  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
2204  *    is done.
2205  */
2206
2207 /*
2208  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
2209  *
2210  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
2211  */
2212 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
2213                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
2214 {
2215         lockdep_assert_rq_held(rq);
2216
2217         deactivate_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
2218         set_task_cpu(p, new_cpu);
2219         rq_unlock(rq, rf);
2220
2221         rq = cpu_rq(new_cpu);
2222
2223         rq_lock(rq, rf);
2224         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
2225         activate_task(rq, p, 0);
2226         check_preempt_curr(rq, p, 0);
2227
2228         return rq;
2229 }
2230
2231 struct migration_arg {
2232         struct task_struct              *task;
2233         int                             dest_cpu;
2234         struct set_affinity_pending     *pending;
2235 };
2236
2237 /*
2238  * @refs: number of wait_for_completion()
2239  * @stop_pending: is @stop_work in use
2240  */
2241 struct set_affinity_pending {
2242         refcount_t              refs;
2243         unsigned int            stop_pending;
2244         struct completion       done;
2245         struct cpu_stop_work    stop_work;
2246         struct migration_arg    arg;
2247 };
2248
2249 /*
2250  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
2251  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
2252  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
2253  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
2254  *
2255  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
2256  * as the task is no longer on this CPU.
2257  */
2258 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
2259                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
2260 {
2261         /* Affinity changed (again). */
2262         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
2263                 return rq;
2264
2265         update_rq_clock(rq);
2266         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
2267
2268         return rq;
2269 }
2270
2271 /*
2272  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
2273  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
2274  * 'pushing' onto another runqueue.
2275  */
2276 static int migration_cpu_stop(void *data)
2277 {
2278         struct migration_arg *arg = data;
2279         struct set_affinity_pending *pending = arg->pending;
2280         struct task_struct *p = arg->task;
2281         struct rq *rq = this_rq();
2282         bool complete = false;
2283         struct rq_flags rf;
2284
2285         /*
2286          * The original target CPU might have gone down and we might
2287          * be on another CPU but it doesn't matter.
2288          */
2289         local_irq_save(rf.flags);
2290         /*
2291          * We need to explicitly wake pending tasks before running
2292          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_ptr
2293          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
2294          */
2295         flush_smp_call_function_from_idle();
2296
2297         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2298         rq_lock(rq, &rf);
2299
2300         /*
2301          * If we were passed a pending, then ->stop_pending was set, thus
2302          * p->migration_pending must have remained stable.
2303          */
2304         WARN_ON_ONCE(pending && pending != p->migration_pending);
2305
2306         /*
2307          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
2308          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
2309          * we're holding p->pi_lock.
2310          */
2311         if (task_rq(p) == rq) {
2312                 if (is_migration_disabled(p))
2313                         goto out;
2314
2315                 if (pending) {
2316                         p->migration_pending = NULL;
2317                         complete = true;
2318
2319                         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), &p->cpus_mask))
2320                                 goto out;
2321                 }
2322
2323                 if (task_on_rq_queued(p))
2324                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
2325                 else
2326                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
2327
2328                 /*
2329                  * XXX __migrate_task() can fail, at which point we might end
2330                  * up running on a dodgy CPU, AFAICT this can only happen
2331                  * during CPU hotplug, at which point we'll get pushed out
2332                  * anyway, so it's probably not a big deal.
2333                  */
2334
2335         } else if (pending) {
2336                 /*
2337                  * This happens when we get migrated between migrate_enable()'s
2338                  * preempt_enable() and scheduling the stopper task. At that
2339                  * point we're a regular task again and not current anymore.
2340                  *
2341                  * A !PREEMPT kernel has a giant hole here, which makes it far
2342                  * more likely.
2343                  */
2344
2345                 /*
2346                  * The task moved before the stopper got to run. We're holding
2347                  * ->pi_lock, so the allowed mask is stable - if it got
2348                  * somewhere allowed, we're done.
2349                  */
2350                 if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), p->cpus_ptr)) {
2351                         p->migration_pending = NULL;
2352                         complete = true;
2353                         goto out;
2354                 }
2355
2356                 /*
2357                  * When migrate_enable() hits a rq mis-match we can't reliably
2358                  * determine is_migration_disabled() and so have to chase after
2359                  * it.
2360                  */
2361                 WARN_ON_ONCE(!pending->stop_pending);
2362                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2363                 stop_one_cpu_nowait(task_cpu(p), migration_cpu_stop,
2364                                     &pending->arg, &pending->stop_work);
2365                 return 0;
2366         }
2367 out:
2368         if (pending)
2369                 pending->stop_pending = false;
2370         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2371
2372         if (complete)
2373                 complete_all(&pending->done);
2374
2375         return 0;
2376 }
2377
2378 int push_cpu_stop(void *arg)
2379 {
2380         struct rq *lowest_rq = NULL, *rq = this_rq();
2381         struct task_struct *p = arg;
2382
2383         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
2384         raw_spin_rq_lock(rq);
2385
2386         if (task_rq(p) != rq)
2387                 goto out_unlock;
2388
2389         if (is_migration_disabled(p)) {
2390                 p->migration_flags |= MDF_PUSH;
2391                 goto out_unlock;
2392         }
2393
2394         p->migration_flags &= ~MDF_PUSH;
2395
2396         if (p->sched_class->find_lock_rq)
2397                 lowest_rq = p->sched_class->find_lock_rq(p, rq);
2398
2399         if (!lowest_rq)
2400                 goto out_unlock;
2401
2402         // XXX validate p is still the highest prio task
2403         if (task_rq(p) == rq) {
2404                 deactivate_task(rq, p, 0);
2405                 set_task_cpu(p, lowest_rq->cpu);
2406                 activate_task(lowest_rq, p, 0);
2407                 resched_curr(lowest_rq);
2408         }
2409
2410         double_unlock_balance(rq, lowest_rq);
2411
2412 out_unlock:
2413         rq->push_busy = false;
2414         raw_spin_rq_unlock(rq);
2415         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
2416
2417         put_task_struct(p);
2418         return 0;
2419 }
2420
2421 /*
2422  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
2423  * actually call this function.
2424  */
2425 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags)
2426 {
2427         if (flags & (SCA_MIGRATE_ENABLE | SCA_MIGRATE_DISABLE)) {
2428                 p->cpus_ptr = new_mask;
2429                 return;
2430         }
2431
2432         cpumask_copy(&p->cpus_mask, new_mask);
2433         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
2434 }
2435
2436 static void
2437 __do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags)
2438 {
2439         struct rq *rq = task_rq(p);
2440         bool queued, running;
2441
2442         /*
2443          * This here violates the locking rules for affinity, since we're only
2444          * supposed to change these variables while holding both rq->lock and
2445          * p->pi_lock.
2446          *
2447          * HOWEVER, it magically works, because ttwu() is the only code that
2448          * accesses these variables under p->pi_lock and only does so after
2449          * smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL), and we're in __schedule()
2450          * before finish_task().
2451          *
2452          * XXX do further audits, this smells like something putrid.
2453          */
2454         if (flags & SCA_MIGRATE_DISABLE)
2455                 SCHED_WARN_ON(!p->on_cpu);
2456         else
2457                 lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
2458
2459         queued = task_on_rq_queued(p);
2460         running = task_current(rq, p);
2461
2462         if (queued) {
2463                 /*
2464                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
2465                  * holding rq->lock.
2466                  */
2467                 lockdep_assert_rq_held(rq);
2468                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
2469         }
2470         if (running)
2471                 put_prev_task(rq, p);
2472
2473         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask, flags);
2474
2475         if (queued)
2476                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
2477         if (running)
2478                 set_next_task(rq, p);
2479 }
2480
2481 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
2482 {
2483         __do_set_cpus_allowed(p, new_mask, 0);
2484 }
2485
2486 int dup_user_cpus_ptr(struct task_struct *dst, struct task_struct *src,
2487                       int node)
2488 {
2489         if (!src->user_cpus_ptr)
2490                 return 0;
2491
2492         dst->user_cpus_ptr = kmalloc_node(cpumask_size(), GFP_KERNEL, node);
2493         if (!dst->user_cpus_ptr)
2494                 return -ENOMEM;
2495
2496         cpumask_copy(dst->user_cpus_ptr, src->user_cpus_ptr);
2497         return 0;
2498 }
2499
2500 static inline struct cpumask *clear_user_cpus_ptr(struct task_struct *p)
2501 {
2502         struct cpumask *user_mask = NULL;
2503
2504         swap(p->user_cpus_ptr, user_mask);
2505
2506         return user_mask;
2507 }
2508
2509 void release_user_cpus_ptr(struct task_struct *p)
2510 {
2511         kfree(clear_user_cpus_ptr(p));
2512 }
2513
2514 /*
2515  * This function is wildly self concurrent; here be dragons.
2516  *
2517  *
2518  * When given a valid mask, __set_cpus_allowed_ptr() must block until the
2519  * designated task is enqueued on an allowed CPU. If that task is currently
2520  * running, we have to kick it out using the CPU stopper.
2521  *
2522  * Migrate-Disable comes along and tramples all over our nice sandcastle.
2523  * Consider:
2524  *
2525  *     Initial conditions: P0->cpus_mask = [0, 1]
2526  *
2527  *     P0@CPU0                  P1
2528  *
2529  *     migrate_disable();
2530  *     <preempted>
2531  *                              set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2532  *
2533  * P1 *cannot* return from this set_cpus_allowed_ptr() call until P0 executes
2534  * its outermost migrate_enable() (i.e. it exits its Migrate-Disable region).
2535  * This means we need the following scheme:
2536  *
2537  *     P0@CPU0                  P1
2538  *
2539  *     migrate_disable();
2540  *     <preempted>
2541  *                              set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2542  *                                <blocks>
2543  *     <resumes>
2544  *     migrate_enable();
2545  *       __set_cpus_allowed_ptr();
2546  *       <wakes local stopper>
2547  *                         `--> <woken on migration completion>
2548  *
2549  * Now the fun stuff: there may be several P1-like tasks, i.e. multiple
2550  * concurrent set_cpus_allowed_ptr(P0, [*]) calls. CPU affinity changes of any
2551  * task p are serialized by p->pi_lock, which we can leverage: the one that
2552  * should come into effect at the end of the Migrate-Disable region is the last
2553  * one. This means we only need to track a single cpumask (i.e. p->cpus_mask),
2554  * but we still need to properly signal those waiting tasks at the appropriate
2555  * moment.
2556  *
2557  * This is implemented using struct set_affinity_pending. The first
2558  * __set_cpus_allowed_ptr() caller within a given Migrate-Disable region will
2559  * setup an instance of that struct and install it on the targeted task_struct.
2560  * Any and all further callers will reuse that instance. Those then wait for
2561  * a completion signaled at the tail of the CPU stopper callback (1), triggered
2562  * on the end of the Migrate-Disable region (i.e. outermost migrate_enable()).
2563  *
2564  *
2565  * (1) In the cases covered above. There is one more where the completion is
2566  * signaled within affine_move_task() itself: when a subsequent affinity request
2567  * occurs after the stopper bailed out due to the targeted task still being
2568  * Migrate-Disable. Consider:
2569  *
2570  *     Initial conditions: P0->cpus_mask = [0, 1]
2571  *
2572  *     CPU0               P1                            P2
2573  *     <P0>
2574  *       migrate_disable();
2575  *       <preempted>
2576  *                        set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2577  *                          <blocks>
2578  *     <migration/0>
2579  *       migration_cpu_stop()
2580  *         is_migration_disabled()
2581  *           <bails>
2582  *                                                       set_cpus_allowed_ptr(P0, [0, 1]);
2583  *                                                         <signal completion>
2584  *                          <awakes>
2585  *
2586  * Note that the above is safe vs a concurrent migrate_enable(), as any
2587  * pending affinity completion is preceded by an uninstallation of
2588  * p->migration_pending done with p->pi_lock held.
2589  */
2590 static int affine_move_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, struct rq_flags *rf,
2591                             int dest_cpu, unsigned int flags)
2592 {
2593         struct set_affinity_pending my_pending = { }, *pending = NULL;
2594         bool stop_pending, complete = false;
2595
2596         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
2597         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), &p->cpus_mask)) {
2598                 struct task_struct *push_task = NULL;
2599
2600                 if ((flags & SCA_MIGRATE_ENABLE) &&
2601                     (p->migration_flags & MDF_PUSH) && !rq->push_busy) {
2602                         rq->push_busy = true;
2603                         push_task = get_task_struct(p);
2604                 }
2605
2606                 /*
2607                  * If there are pending waiters, but no pending stop_work,
2608                  * then complete now.
2609                  */
2610                 pending = p->migration_pending;
2611                 if (pending && !pending->stop_pending) {
2612                         p->migration_pending = NULL;
2613                         complete = true;
2614                 }
2615
2616                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2617
2618                 if (push_task) {
2619                         stop_one_cpu_nowait(rq->cpu, push_cpu_stop,
2620                                             p, &rq->push_work);
2621                 }
2622
2623                 if (complete)
2624                         complete_all(&pending->done);
2625
2626                 return 0;
2627         }
2628
2629         if (!(flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)) {
2630                 /* serialized by p->pi_lock */
2631                 if (!p->migration_pending) {
2632                         /* Install the request */
2633                         refcount_set(&my_pending.refs, 1);
2634                         init_completion(&my_pending.done);
2635                         my_pending.arg = (struct migration_arg) {
2636                                 .task = p,
2637                                 .dest_cpu = dest_cpu,
2638                                 .pending = &my_pending,
2639                         };
2640
2641                         p->migration_pending = &my_pending;
2642                 } else {
2643                         pending = p->migration_pending;
2644                         refcount_inc(&pending->refs);
2645                         /*
2646                          * Affinity has changed, but we've already installed a
2647                          * pending. migration_cpu_stop() *must* see this, else
2648                          * we risk a completion of the pending despite having a
2649                          * task on a disallowed CPU.
2650                          *
2651                          * Serialized by p->pi_lock, so this is safe.
2652                          */
2653                         pending->arg.dest_cpu = dest_cpu;
2654                 }
2655         }
2656         pending = p->migration_pending;
2657         /*
2658          * - !MIGRATE_ENABLE:
2659          *   we'll have installed a pending if there wasn't one already.
2660          *
2661          * - MIGRATE_ENABLE:
2662          *   we're here because the current CPU isn't matching anymore,
2663          *   the only way that can happen is because of a concurrent
2664          *   set_cpus_allowed_ptr() call, which should then still be
2665          *   pending completion.
2666          *
2667          * Either way, we really should have a @pending here.
2668          */
2669         if (WARN_ON_ONCE(!pending)) {
2670                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2671                 return -EINVAL;
2672         }
2673
2674         if (task_running(rq, p) || READ_ONCE(p->__state) == TASK_WAKING) {
2675                 /*
2676                  * MIGRATE_ENABLE gets here because 'p == current', but for
2677                  * anything else we cannot do is_migration_disabled(), punt
2678                  * and have the stopper function handle it all race-free.
2679                  */
2680                 stop_pending = pending->stop_pending;
2681                 if (!stop_pending)
2682                         pending->stop_pending = true;
2683
2684                 if (flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)
2685                         p->migration_flags &= ~MDF_PUSH;
2686
2687                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2688
2689                 if (!stop_pending) {
2690                         stop_one_cpu_nowait(cpu_of(rq), migration_cpu_stop,
2691                                             &pending->arg, &pending->stop_work);
2692                 }
2693
2694                 if (flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)
2695                         return 0;
2696         } else {
2697
2698                 if (!is_migration_disabled(p)) {
2699                         if (task_on_rq_queued(p))
2700                                 rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
2701
2702                         if (!pending->stop_pending) {
2703                                 p->migration_pending = NULL;
2704                                 complete = true;
2705                         }
2706                 }
2707                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2708
2709                 if (complete)
2710                         complete_all(&pending->done);
2711         }
2712
2713         wait_for_completion(&pending->done);
2714
2715         if (refcount_dec_and_test(&pending->refs))
2716                 wake_up_var(&pending->refs); /* No UaF, just an address */
2717
2718         /*
2719          * Block the original owner of &pending until all subsequent callers
2720          * have seen the completion and decremented the refcount
2721          */
2722         wait_var_event(&my_pending.refs, !refcount_read(&my_pending.refs));
2723
2724         /* ARGH */
2725         WARN_ON_ONCE(my_pending.stop_pending);
2726
2727         return 0;
2728 }
2729
2730 /*
2731  * Called with both p->pi_lock and rq->lock held; drops both before returning.
2732  */
2733 static int __set_cpus_allowed_ptr_locked(struct task_struct *p,
2734                                          const struct cpumask *new_mask,
2735                                          u32 flags,
2736                                          struct rq *rq,
2737                                          struct rq_flags *rf)
2738         __releases(rq->lock)
2739         __releases(p->pi_lock)
2740 {
2741         const struct cpumask *cpu_allowed_mask = task_cpu_possible_mask(p);
2742         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
2743         bool kthread = p->flags & PF_KTHREAD;
2744         struct cpumask *user_mask = NULL;
2745         unsigned int dest_cpu;
2746         int ret = 0;
2747
2748         update_rq_clock(rq);
2749
2750         if (kthread || is_migration_disabled(p)) {
2751                 /*
2752                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs,
2753                  * however, during cpu-hot-unplug, even these might get pushed
2754                  * away if not KTHREAD_IS_PER_CPU.
2755                  *
2756                  * Specifically, migration_disabled() tasks must not fail the
2757                  * cpumask_any_and_distribute() pick below, esp. so on
2758                  * SCA_MIGRATE_ENABLE, otherwise we'll not call
2759                  * set_cpus_allowed_common() and actually reset p->cpus_ptr.
2760                  */
2761                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
2762         }
2763
2764         if (!kthread && !cpumask_subset(new_mask, cpu_allowed_mask)) {
2765                 ret = -EINVAL;
2766                 goto out;
2767         }
2768
2769         /*
2770          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
2771          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
2772          */
2773         if ((flags & SCA_CHECK) && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
2774                 ret = -EINVAL;
2775                 goto out;
2776         }
2777
2778         if (!(flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)) {
2779                 if (cpumask_equal(&p->cpus_mask, new_mask))
2780                         goto out;
2781
2782                 if (WARN_ON_ONCE(p == current &&
2783                                  is_migration_disabled(p) &&
2784                                  !cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))) {
2785                         ret = -EBUSY;
2786                         goto out;
2787                 }
2788         }
2789
2790         /*
2791          * Picking a ~random cpu helps in cases where we are changing affinity
2792          * for groups of tasks (ie. cpuset), so that load balancing is not
2793          * immediately required to distribute the tasks within their new mask.
2794          */
2795         dest_cpu = cpumask_any_and_distribute(cpu_valid_mask, new_mask);
2796         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
2797                 ret = -EINVAL;
2798                 goto out;
2799         }
2800
2801         __do_set_cpus_allowed(p, new_mask, flags);
2802
2803         if (flags & SCA_USER)
2804                 user_mask = clear_user_cpus_ptr(p);
2805
2806         ret = affine_move_task(rq, p, rf, dest_cpu, flags);
2807
2808         kfree(user_mask);
2809
2810         return ret;
2811
2812 out:
2813         task_rq_unlock(rq, p, rf);
2814
2815         return ret;
2816 }
2817
2818 /*
2819  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
2820  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
2821  * is removed from the allowed bitmask.
2822  *
2823  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
2824  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
2825  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
2826  */
2827 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2828                                   const struct cpumask *new_mask, u32 flags)
2829 {
2830         struct rq_flags rf;
2831         struct rq *rq;
2832
2833         rq = task_rq_lock(p, &rf);
2834         return __set_cpus_allowed_ptr_locked(p, new_mask, flags, rq, &rf);
2835 }
2836
2837 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
2838 {
2839         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, 0);
2840 }
2841 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
2842
2843 /*
2844  * Change a given task's CPU affinity to the intersection of its current
2845  * affinity mask and @subset_mask, writing the resulting mask to @new_mask
2846  * and pointing @p->user_cpus_ptr to a copy of the old mask.
2847  * If the resulting mask is empty, leave the affinity unchanged and return
2848  * -EINVAL.
2849  */
2850 static int restrict_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2851                                      struct cpumask *new_mask,
2852                                      const struct cpumask *subset_mask)
2853 {
2854         struct cpumask *user_mask = NULL;
2855         struct rq_flags rf;
2856         struct rq *rq;
2857         int err;
2858
2859         if (!p->user_cpus_ptr) {
2860                 user_mask = kmalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
2861                 if (!user_mask)
2862                         return -ENOMEM;
2863         }
2864
2865         rq = task_rq_lock(p, &rf);
2866
2867         /*
2868          * Forcefully restricting the affinity of a deadline task is
2869          * likely to cause problems, so fail and noisily override the
2870          * mask entirely.
2871          */
2872         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
2873                 err = -EPERM;
2874                 goto err_unlock;
2875         }
2876
2877         if (!cpumask_and(new_mask, &p->cpus_mask, subset_mask)) {
2878                 err = -EINVAL;
2879                 goto err_unlock;
2880         }
2881
2882         /*
2883          * We're about to butcher the task affinity, so keep track of what
2884          * the user asked for in case we're able to restore it later on.
2885          */
2886         if (user_mask) {
2887                 cpumask_copy(user_mask, p->cpus_ptr);
2888                 p->user_cpus_ptr = user_mask;
2889         }
2890
2891         return __set_cpus_allowed_ptr_locked(p, new_mask, 0, rq, &rf);
2892
2893 err_unlock:
2894         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2895         kfree(user_mask);
2896         return err;
2897 }
2898
2899 /*
2900  * Restrict the CPU affinity of task @p so that it is a subset of
2901  * task_cpu_possible_mask() and point @p->user_cpu_ptr to a copy of the
2902  * old affinity mask. If the resulting mask is empty, we warn and walk
2903  * up the cpuset hierarchy until we find a suitable mask.
2904  */
2905 void force_compatible_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p)
2906 {
2907         cpumask_var_t new_mask;
2908         const struct cpumask *override_mask = task_cpu_possible_mask(p);
2909
2910         alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL);
2911
2912         /*
2913          * __migrate_task() can fail silently in the face of concurrent
2914          * offlining of the chosen destination CPU, so take the hotplug
2915          * lock to ensure that the migration succeeds.
2916          */
2917         cpus_read_lock();
2918         if (!cpumask_available(new_mask))
2919                 goto out_set_mask;
2920
2921         if (!restrict_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, override_mask))
2922                 goto out_free_mask;
2923
2924         /*
2925          * We failed to find a valid subset of the affinity mask for the
2926          * task, so override it based on its cpuset hierarchy.
2927          */
2928         cpuset_cpus_allowed(p, new_mask);
2929         override_mask = new_mask;
2930
2931 out_set_mask:
2932         if (printk_ratelimit()) {
2933                 printk_deferred("Overriding affinity for process %d (%s) to CPUs %*pbl\n",
2934                                 task_pid_nr(p), p->comm,
2935                                 cpumask_pr_args(override_mask));
2936         }
2937
2938         WARN_ON(set_cpus_allowed_ptr(p, override_mask));
2939 out_free_mask:
2940         cpus_read_unlock();
2941         free_cpumask_var(new_mask);
2942 }
2943
2944 static int
2945 __sched_setaffinity(struct task_struct *p, const struct cpumask *mask);
2946
2947 /*
2948  * Restore the affinity of a task @p which was previously restricted by a
2949  * call to force_compatible_cpus_allowed_ptr(). This will clear (and free)
2950  * @p->user_cpus_ptr.
2951  *
2952  * It is the caller's responsibility to serialise this with any calls to
2953  * force_compatible_cpus_allowed_ptr(@p).
2954  */
2955 void relax_compatible_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p)
2956 {
2957         struct cpumask *user_mask = p->user_cpus_ptr;
2958         unsigned long flags;
2959
2960         /*
2961          * Try to restore the old affinity mask. If this fails, then
2962          * we free the mask explicitly to avoid it being inherited across
2963          * a subsequent fork().
2964          */
2965         if (!user_mask || !__sched_setaffinity(p, user_mask))
2966                 return;
2967
2968         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2969         user_mask = clear_user_cpus_ptr(p);
2970         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2971
2972         kfree(user_mask);
2973 }
2974
2975 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
2976 {
2977 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2978         unsigned int state = READ_ONCE(p->__state);
2979
2980         /*
2981          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
2982          * ttwu() will sort out the placement.
2983          */
2984         WARN_ON_ONCE(state != TASK_RUNNING && state != TASK_WAKING && !p->on_rq);
2985
2986         /*
2987          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
2988          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
2989          * time relying on p->on_rq.
2990          */
2991         WARN_ON_ONCE(state == TASK_RUNNING &&
2992                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
2993                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
2994
2995 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2996         /*
2997          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
2998          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
2999          *
3000          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
3001          * see task_group().
3002          *
3003          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
3004          * task_rq_lock().
3005          */
3006         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
3007                                       lockdep_is_held(__rq_lockp(task_rq(p)))));
3008 #endif
3009         /*
3010          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
3011          */
3012         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
3013
3014         WARN_ON_ONCE(is_migration_disabled(p));
3015 #endif
3016
3017         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
3018
3019         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
3020                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
3021                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
3022                 p->se.nr_migrations++;
3023                 rseq_migrate(p);
3024                 perf_event_task_migrate(p);
3025         }
3026
3027         __set_task_cpu(p, new_cpu);
3028 }
3029
3030 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
3031 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
3032 {
3033         if (task_on_rq_queued(p)) {
3034                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
3035                 struct rq_flags srf, drf;
3036
3037                 src_rq = task_rq(p);
3038                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
3039
3040                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
3041                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
3042
3043                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
3044                 set_task_cpu(p, cpu);
3045                 activate_task(dst_rq, p, 0);
3046                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
3047
3048                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
3049                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
3050
3051         } else {
3052                 /*
3053                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
3054                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
3055                  * previous CPU our target instead of where it really is.
3056                  */
3057                 p->wake_cpu = cpu;
3058         }
3059 }
3060
3061 struct migration_swap_arg {
3062         struct task_struct *src_task, *dst_task;
3063         int src_cpu, dst_cpu;
3064 };
3065
3066 static int migrate_swap_stop(void *data)
3067 {
3068         struct migration_swap_arg *arg = data;
3069         struct rq *src_rq, *dst_rq;
3070         int ret = -EAGAIN;
3071
3072         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
3073                 return -EAGAIN;
3074
3075         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
3076         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
3077
3078         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
3079                         &arg->dst_task->pi_lock);
3080         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
3081
3082         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
3083                 goto unlock;
3084
3085         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
3086                 goto unlock;
3087
3088         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, arg->src_task->cpus_ptr))
3089                 goto unlock;
3090
3091         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, arg->dst_task->cpus_ptr))
3092                 goto unlock;
3093
3094         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
3095         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
3096
3097         ret = 0;
3098
3099 unlock:
3100         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
3101         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
3102         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
3103
3104         return ret;
3105 }
3106
3107 /*
3108  * Cross migrate two tasks
3109  */
3110 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
3111                 int target_cpu, int curr_cpu)
3112 {
3113         struct migration_swap_arg arg;
3114         int ret = -EINVAL;
3115
3116         arg = (struct migration_swap_arg){
3117                 .src_task = cur,
3118                 .src_cpu = curr_cpu,
3119                 .dst_task = p,
3120                 .dst_cpu = target_cpu,
3121         };
3122
3123         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
3124                 goto out;
3125
3126         /*
3127          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
3128          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
3129          */
3130         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
3131                 goto out;
3132
3133         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, arg.src_task->cpus_ptr))
3134                 goto out;
3135
3136         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, arg.dst_task->cpus_ptr))
3137                 goto out;
3138
3139         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
3140         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
3141
3142 out:
3143         return ret;
3144 }
3145 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
3146
3147 /*
3148  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
3149  *
3150  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
3151  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
3152  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
3153  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
3154  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
3155  * @p has remained unscheduled the whole time.
3156  *
3157  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
3158  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
3159  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
3160  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
3161  * waiting to become inactive.
3162  */
3163 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, unsigned int match_state)
3164 {
3165         int running, queued;
3166         struct rq_flags rf;
3167         unsigned long ncsw;
3168         struct rq *rq;
3169
3170         for (;;) {
3171                 /*
3172                  * We do the initial early heuristics without holding
3173                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
3174                  * the runqueue lock when things look like they will
3175                  * work out!
3176                  */
3177                 rq = task_rq(p);
3178
3179                 /*
3180                  * If the task is actively running on another CPU
3181                  * still, just relax and busy-wait without holding
3182                  * any locks.
3183                  *
3184                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
3185                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
3186                  * But we don't care, since "task_running()" will
3187                  * return false if the runqueue has changed and p
3188                  * is actually now running somewhere else!
3189                  */
3190                 while (task_running(rq, p)) {
3191                         if (match_state && unlikely(READ_ONCE(p->__state) != match_state))
3192                                 return 0;
3193                         cpu_relax();
3194                 }
3195
3196                 /*
3197                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
3198                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
3199                  * just go back and repeat.
3200                  */
3201                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
3202                 trace_sched_wait_task(p);
3203                 running = task_running(rq, p);
3204                 queued = task_on_rq_queued(p);
3205                 ncsw = 0;
3206                 if (!match_state || READ_ONCE(p->__state) == match_state)
3207                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
3208                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3209
3210                 /*
3211                  * If it changed from the expected state, bail out now.
3212                  */
3213                 if (unlikely(!ncsw))
3214                         break;
3215
3216                 /*
3217                  * Was it really running after all now that we
3218                  * checked with the proper locks actually held?
3219                  *
3220                  * Oops. Go back and try again..
3221                  */
3222                 if (unlikely(running)) {
3223                         cpu_relax();
3224                         continue;
3225                 }
3226
3227                 /*
3228                  * It's not enough that it's not actively running,
3229                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
3230                  * preempted!
3231                  *
3232                  * So if it was still runnable (but just not actively
3233                  * running right now), it's preempted, and we should
3234                  * yield - it could be a while.
3235                  */
3236                 if (unlikely(queued)) {
3237                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
3238
3239                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3240                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
3241                         continue;
3242                 }
3243
3244                 /*
3245                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
3246                  * runnable, which means that it will never become
3247                  * running in the future either. We're all done!
3248                  */
3249                 break;
3250         }
3251
3252         return ncsw;
3253 }
3254
3255 /***
3256  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
3257  * @p: the to-be-kicked thread
3258  *
3259  * Cause a process which is running on another CPU to enter
3260  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
3261  *
3262  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
3263  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
3264  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
3265  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
3266  * achieved as well.
3267  */
3268 void kick_process(struct task_struct *p)
3269 {
3270         int cpu;
3271
3272         preempt_disable();
3273         cpu = task_cpu(p);
3274         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
3275                 smp_send_reschedule(cpu);
3276         preempt_enable();
3277 }
3278 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
3279
3280 /*
3281  * ->cpus_ptr is protected by both rq->lock and p->pi_lock
3282  *
3283  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
3284  *
3285  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
3286  *
3287  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
3288  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
3289  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
3290  *    see it.
3291  *
3292  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
3293  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
3294  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
3295  *    off.
3296  *
3297  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
3298  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
3299  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
3300  * to satisfy the above rules.
3301  */
3302 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
3303 {
3304         int nid = cpu_to_node(cpu);
3305         const struct cpumask *nodemask = NULL;
3306         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
3307         int dest_cpu;
3308
3309         /*
3310          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
3311          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
3312          * select the CPU on the other node.
3313          */
3314         if (nid != -1) {
3315                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
3316
3317                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
3318                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
3319                         if (is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
3320                                 return dest_cpu;
3321                 }
3322         }
3323
3324         for (;;) {
3325                 /* Any allowed, online CPU? */
3326                 for_each_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr) {
3327                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
3328                                 continue;
3329
3330                         goto out;
3331                 }
3332
3333                 /* No more Mr. Nice Guy. */
3334                 switch (state) {
3335                 case cpuset:
3336                         if (cpuset_cpus_allowed_fallback(p)) {
3337                                 state = possible;
3338                                 break;
3339                         }
3340                         fallthrough;
3341                 case possible:
3342                         /*
3343                          * XXX When called from select_task_rq() we only
3344                          * hold p->pi_lock and again violate locking order.
3345                          *
3346                          * More yuck to audit.
3347                          */
3348                         do_set_cpus_allowed(p, task_cpu_possible_mask(p));
3349                         state = fail;
3350                         break;
3351                 case fail:
3352                         BUG();
3353                         break;
3354                 }
3355         }
3356
3357 out:
3358         if (state != cpuset) {
3359                 /*
3360                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
3361                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
3362                  * leave kernel.
3363                  */
3364                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
3365                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
3366                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
3367                 }
3368         }
3369
3370         return dest_cpu;
3371 }
3372
3373 /*
3374  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_ptr is stable.
3375  */
3376 static inline
3377 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3378 {
3379         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
3380
3381         if (p->nr_cpus_allowed > 1 && !is_migration_disabled(p))
3382                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, wake_flags);
3383         else
3384                 cpu = cpumask_any(p->cpus_ptr);
3385
3386         /*
3387          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
3388          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_ptr
3389          * CPU.
3390          *
3391          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
3392          *
3393          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
3394          *   not worry about this generic constraint ]
3395          */
3396         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
3397                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
3398
3399         return cpu;
3400 }
3401
3402 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
3403 {
3404         static struct lock_class_key stop_pi_lock;
3405         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
3406         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
3407
3408         if (stop) {
3409                 /*
3410                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
3411                  * userspace knows about and won't get confused about.
3412                  *
3413                  * Also, it will make PI more or less work without too
3414                  * much confusion -- but then, stop work should not
3415                  * rely on PI working anyway.
3416                  */
3417                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
3418
3419                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
3420
3421                 /*
3422                  * The PI code calls rt_mutex_setprio() with ->pi_lock held to
3423                  * adjust the effective priority of a task. As a result,
3424                  * rt_mutex_setprio() can trigger (RT) balancing operations,
3425                  * which can then trigger wakeups of the stop thread to push
3426                  * around the current task.
3427                  *
3428                  * The stop task itself will never be part of the PI-chain, it
3429                  * never blocks, therefore that ->pi_lock recursion is safe.
3430                  * Tell lockdep about this by placing the stop->pi_lock in its
3431                  * own class.
3432                  */
3433                 lockdep_set_class(&stop->pi_lock, &stop_pi_lock);
3434         }
3435
3436         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
3437
3438         if (old_stop) {
3439                 /*
3440                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
3441                  * it can die in pieces.
3442                  */
3443                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
3444         }
3445 }
3446
3447 #else /* CONFIG_SMP */
3448
3449 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
3450                                          const struct cpumask *new_mask,
3451                                          u32 flags)
3452 {
3453         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
3454 }
3455
3456 static inline void migrate_disable_switch(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
3457
3458 static inline bool rq_has_pinned_tasks(struct rq *rq)
3459 {
3460         return false;
3461 }
3462
3463 #endif /* !CONFIG_SMP */
3464
3465 static void
3466 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3467 {
3468         struct rq *rq;
3469
3470         if (!schedstat_enabled())
3471                 return;
3472
3473         rq = this_rq();
3474
3475 #ifdef CONFIG_SMP
3476         if (cpu == rq->cpu) {
3477                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
3478                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
3479         } else {
3480                 struct sched_domain *sd;
3481
3482                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
3483                 rcu_read_lock();
3484                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
3485                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
3486                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
3487                                 break;
3488                         }
3489                 }
3490                 rcu_read_unlock();
3491         }
3492
3493         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
3494                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
3495 #endif /* CONFIG_SMP */
3496
3497         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
3498         __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
3499
3500         if (wake_flags & WF_SYNC)
3501                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
3502 }
3503
3504 /*
3505  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
3506  */
3507 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
3508                            struct rq_flags *rf)
3509 {
3510         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
3511         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
3512         trace_sched_wakeup(p);
3513
3514 #ifdef CONFIG_SMP
3515         if (p->sched_class->task_woken) {
3516                 /*
3517                  * Our task @p is fully woken up and running; so it's safe to
3518                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
3519                  */
3520                 rq_unpin_lock(rq, rf);
3521                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
3522                 rq_repin_lock(rq, rf);
3523         }
3524
3525         if (rq->idle_stamp) {
3526                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
3527                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
3528
3529                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
3530
3531                 if (rq->avg_idle > max)
3532                         rq->avg_idle = max;
3533
3534                 rq->wake_stamp = jiffies;
3535                 rq->wake_avg_idle = rq->avg_idle / 2;
3536
3537                 rq->idle_stamp = 0;
3538         }
3539 #endif
3540 }
3541
3542 static void
3543 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
3544                  struct rq_flags *rf)
3545 {
3546         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
3547
3548         lockdep_assert_rq_held(rq);
3549
3550         if (p->sched_contributes_to_load)
3551                 rq->nr_uninterruptible--;
3552
3553 #ifdef CONFIG_SMP
3554         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
3555                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
3556         else
3557 #endif
3558         if (p->in_iowait) {
3559                 delayacct_blkio_end(p);
3560                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
3561         }
3562
3563         activate_task(rq, p, en_flags);
3564         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
3565 }
3566
3567 /*
3568  * Consider @p being inside a wait loop:
3569  *
3570  *   for (;;) {
3571  *      set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3572  *
3573  *      if (CONDITION)
3574  *         break;
3575  *
3576  *      schedule();
3577  *   }
3578  *   __set_current_state(TASK_RUNNING);
3579  *
3580  * between set_current_state() and schedule(). In this case @p is still
3581  * runnable, so all that needs doing is change p->state back to TASK_RUNNING in
3582  * an atomic manner.
3583  *
3584  * By taking task_rq(p)->lock we serialize against schedule(), if @p->on_rq
3585  * then schedule() must still happen and p->state can be changed to
3586  * TASK_RUNNING. Otherwise we lost the race, schedule() has happened, and we
3587  * need to do a full wakeup with enqueue.
3588  *
3589  * Returns: %true when the wakeup is done,
3590  *          %false otherwise.
3591  */
3592 static int ttwu_runnable(struct task_struct *p, int wake_flags)
3593 {
3594         struct rq_flags rf;
3595         struct rq *rq;
3596         int ret = 0;
3597
3598         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3599         if (task_on_rq_queued(p)) {
3600                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
3601                 update_rq_clock(rq);
3602                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
3603                 ret = 1;
3604         }
3605         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3606
3607         return ret;
3608 }
3609
3610 #ifdef CONFIG_SMP
3611 void sched_ttwu_pending(void *arg)
3612 {
3613         struct llist_node *llist = arg;
3614         struct rq *rq = this_rq();
3615         struct task_struct *p, *t;
3616         struct rq_flags rf;
3617
3618         if (!llist)
3619                 return;
3620
3621         /*
3622          * rq::ttwu_pending racy indication of out-standing wakeups.
3623          * Races such that false-negatives are possible, since they
3624          * are shorter lived that false-positives would be.
3625          */
3626         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 0);
3627
3628         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
3629         update_rq_clock(rq);
3630
3631         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry.llist) {
3632                 if (WARN_ON_ONCE(p->on_cpu))
3633                         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
3634
3635                 if (WARN_ON_ONCE(task_cpu(p) != cpu_of(rq)))
3636                         set_task_cpu(p, cpu_of(rq));
3637
3638                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
3639         }
3640
3641         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
3642 }
3643
3644 void send_call_function_single_ipi(int cpu)
3645 {
3646         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3647
3648         if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
3649                 arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
3650         else
3651                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
3652 }
3653
3654 /*
3655  * Queue a task on the target CPUs wake_list and wake the CPU via IPI if
3656  * necessary. The wakee CPU on receipt of the IPI will queue the task
3657  * via sched_ttwu_wakeup() for activation so the wakee incurs the cost
3658  * of the wakeup instead of the waker.
3659  */
3660 static void __ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3661 {
3662         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3663
3664         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
3665
3666         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 1);
3667         __smp_call_single_queue(cpu, &p->wake_entry.llist);
3668 }
3669
3670 void wake_up_if_idle(int cpu)
3671 {
3672         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3673         struct rq_flags rf;
3674
3675         rcu_read_lock();
3676
3677         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
3678                 goto out;
3679
3680         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
3681                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
3682         } else {
3683                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
3684                 if (is_idle_task(rq->curr))
3685                         smp_send_reschedule(cpu);
3686                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
3687                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
3688         }
3689
3690 out:
3691         rcu_read_unlock();
3692 }
3693
3694 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
3695 {
3696         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
3697 }
3698
3699 static inline bool ttwu_queue_cond(int cpu, int wake_flags)
3700 {
3701         /*
3702          * Do not complicate things with the async wake_list while the CPU is
3703          * in hotplug state.
3704          */
3705         if (!cpu_active(cpu))
3706                 return false;
3707
3708         /*
3709          * If the CPU does not share cache, then queue the task on the
3710          * remote rqs wakelist to avoid accessing remote data.
3711          */
3712         if (!cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu))
3713                 return true;
3714
3715         /*
3716          * If the task is descheduling and the only running task on the
3717          * CPU then use the wakelist to offload the task activation to
3718          * the soon-to-be-idle CPU as the current CPU is likely busy.
3719          * nr_running is checked to avoid unnecessary task stacking.
3720          */
3721         if ((wake_flags & WF_ON_CPU) && cpu_rq(cpu)->nr_running <= 1)
3722                 return true;
3723
3724         return false;
3725 }
3726
3727 static bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3728 {
3729         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && ttwu_queue_cond(cpu, wake_flags)) {
3730                 if (WARN_ON_ONCE(cpu == smp_processor_id()))
3731                         return false;
3732
3733                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
3734                 __ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags);
3735                 return true;
3736         }
3737
3738         return false;
3739 }
3740
3741 #else /* !CONFIG_SMP */
3742
3743 static inline bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3744 {
3745         return false;
3746 }
3747
3748 #endif /* CONFIG_SMP */
3749
3750 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3751 {
3752         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3753         struct rq_flags rf;
3754
3755         if (ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags))
3756                 return;
3757
3758         rq_lock(rq, &rf);
3759         update_rq_clock(rq);
3760         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
3761         rq_unlock(rq, &rf);
3762 }
3763
3764 /*
3765  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
3766  *
3767  *  MIGRATION
3768  *
3769  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
3770  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
3771  * execution on its new CPU [c1].
3772  *
3773  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
3774  *
3775  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
3776  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
3777  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
3778  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
3779  *
3780  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
3781  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
3782  *
3783  * Example:
3784  *
3785  *   CPU0            CPU1            CPU2
3786  *
3787  *   LOCK rq(0)->lock
3788  *   sched-out X
3789  *   sched-in Y
3790  *   UNLOCK rq(0)->lock
3791  *
3792  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
3793  *                                   dequeue X
3794  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
3795  *
3796  *                                   LOCK rq(1)->lock
3797  *                                   enqueue X
3798  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
3799  *
3800  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
3801  *                   sched-out Z
3802  *                   sched-in X
3803  *                   UNLOCK rq(1)->lock
3804  *
3805  *
3806  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
3807  *
3808  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
3809  * migration. However the means are completely different as there is no lock
3810  * chain to provide order. Instead we do:
3811  *
3812  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)   -- finish_task()
3813  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu) -- try_to_wake_up()
3814  *
3815  * Example:
3816  *
3817  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
3818  *
3819  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
3820  *   dequeue X
3821  *   sched-out X
3822  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
3823  *
3824  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
3825  *                    X->state = WAKING
3826  *                    set_task_cpu(X,2)
3827  *
3828  *                    LOCK rq(2)->lock
3829  *                    enqueue X
3830  *                    X->state = RUNNING
3831  *                    UNLOCK rq(2)->lock
3832  *
3833  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
3834  *                                          sched-out Z
3835  *                                          sched-in X
3836  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
3837  *
3838  *                    UNLOCK X->pi_lock
3839  *   UNLOCK rq(0)->lock
3840  *
3841  *
3842  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
3843  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
3844  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
3845  */
3846
3847 /**
3848  * try_to_wake_up - wake up a thread
3849  * @p: the thread to be awakened
3850  * @state: the mask of task states that can be woken
3851  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
3852  *
3853  * Conceptually does:
3854  *
3855  *   If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
3856  *
3857  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
3858  *
3859  * This function is atomic against schedule() which would dequeue the task.
3860  *
3861  * It issues a full memory barrier before accessing @p->state, see the comment
3862  * with set_current_state().
3863  *
3864  * Uses p->pi_lock to serialize against concurrent wake-ups.
3865  *
3866  * Relies on p->pi_lock stabilizing:
3867  *  - p->sched_class
3868  *  - p->cpus_ptr
3869  *  - p->sched_task_group
3870  * in order to do migration, see its use of select_task_rq()/set_task_cpu().
3871  *
3872  * Tries really hard to only take one task_rq(p)->lock for performance.
3873  * Takes rq->lock in:
3874  *  - ttwu_runnable()    -- old rq, unavoidable, see comment there;
3875  *  - ttwu_queue()       -- new rq, for enqueue of the task;
3876  *  - psi_ttwu_dequeue() -- much sadness :-( accounting will kill us.
3877  *
3878  * As a consequence we race really badly with just about everything. See the
3879  * many memory barriers and their comments for details.
3880  *
3881  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
3882  *         %false otherwise.
3883  */
3884 static int
3885 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
3886 {
3887         unsigned long flags;
3888         int cpu, success = 0;
3889
3890         preempt_disable();
3891         if (p == current) {
3892                 /*
3893                  * We're waking current, this means 'p->on_rq' and 'task_cpu(p)
3894                  * == smp_processor_id()'. Together this means we can special
3895                  * case the whole 'p->on_rq && ttwu_runnable()' case below
3896                  * without taking any locks.
3897                  *
3898                  * In particular:
3899                  *  - we rely on Program-Order guarantees for all the ordering,
3900                  *  - we're serialized against set_special_state() by virtue of
3901                  *    it disabling IRQs (this allows not taking ->pi_lock).
3902                  */
3903                 if (!(READ_ONCE(p->__state) & state))
3904                         goto out;
3905
3906                 success = 1;
3907                 trace_sched_waking(p);
3908                 WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
3909                 trace_sched_wakeup(p);
3910                 goto out;
3911         }
3912
3913         /*
3914          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
3915          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
3916          * reordered with p->state check below. This pairs with smp_store_mb()
3917          * in set_current_state() that the waiting thread does.
3918          */
3919         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3920         smp_mb__after_spinlock();
3921         if (!(READ_ONCE(p->__state) & state))
3922                 goto unlock;
3923
3924         trace_sched_waking(p);
3925
3926         /* We're going to change ->state: */
3927         success = 1;
3928
3929         /*
3930          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
3931          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
3932          * in smp_cond_load_acquire() below.
3933          *
3934          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
3935          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
3936          *   UNLOCK rq->lock
3937          *
3938          * __schedule() (switch to task 'p')
3939          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
3940          *   smp_mb__after_spinlock();
3941          *   UNLOCK rq->lock
3942          *
3943          * [task p]
3944          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
3945          *
3946          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
3947          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
3948          *
3949          * A similar smb_rmb() lives in try_invoke_on_locked_down_task().
3950          */
3951         smp_rmb();
3952         if (READ_ONCE(p->on_rq) && ttwu_runnable(p, wake_flags))
3953                 goto unlock;
3954
3955 #ifdef CONFIG_SMP
3956         /*
3957          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
3958          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
3959          *
3960          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
3961          * from the runqueue.
3962          *
3963          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
3964          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
3965          *   UNLOCK rq->lock
3966          *
3967          * __schedule() (put 'p' to sleep)
3968          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
3969          *   smp_mb__after_spinlock();
3970          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
3971          *
3972          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
3973          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
3974          *
3975          * Form a control-dep-acquire with p->on_rq == 0 above, to ensure
3976          * schedule()'s deactivate_task() has 'happened' and p will no longer
3977          * care about it's own p->state. See the comment in __schedule().
3978          */
3979         smp_acquire__after_ctrl_dep();
3980
3981         /*
3982          * We're doing the wakeup (@success == 1), they did a dequeue (p->on_rq
3983          * == 0), which means we need to do an enqueue, change p->state to
3984          * TASK_WAKING such that we can unlock p->pi_lock before doing the
3985          * enqueue, such as ttwu_queue_wakelist().
3986          */
3987         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_WAKING);
3988
3989         /*
3990          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
3991          * this task as prev, considering queueing p on the remote CPUs wake_list
3992          * which potentially sends an IPI instead of spinning on p->on_cpu to
3993          * let the waker make forward progress. This is safe because IRQs are
3994          * disabled and the IPI will deliver after on_cpu is cleared.
3995          *
3996          * Ensure we load task_cpu(p) after p->on_cpu:
3997          *
3998          * set_task_cpu(p, cpu);
3999          *   STORE p->cpu = @cpu
4000          * __schedule() (switch to task 'p')
4001          *   LOCK rq->lock
4002          *   smp_mb__after_spin_lock()          smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu)
4003          *   STORE p->on_cpu = 1                LOAD p->cpu
4004          *
4005          * to ensure we observe the correct CPU on which the task is currently
4006          * scheduling.
4007          */
4008         if (smp_load_acquire(&p->on_cpu) &&
4009             ttwu_queue_wakelist(p, task_cpu(p), wake_flags | WF_ON_CPU))
4010                 goto unlock;
4011
4012         /*
4013          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
4014          * this task as prev, wait until it's done referencing the task.
4015          *
4016          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
4017          *
4018          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
4019          * their previous state and preserve Program Order.
4020          */
4021         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
4022
4023         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, wake_flags | WF_TTWU);
4024         if (task_cpu(p) != cpu) {
4025                 if (p->in_iowait) {
4026                         delayacct_blkio_end(p);
4027                         atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
4028                 }
4029
4030                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
4031                 psi_ttwu_dequeue(p);
4032                 set_task_cpu(p, cpu);
4033         }
4034 #else
4035         cpu = task_cpu(p);
4036 #endif /* CONFIG_SMP */
4037
4038         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
4039 unlock:
4040         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4041 out:
4042         if (success)
4043                 ttwu_stat(p, task_cpu(p), wake_flags);
4044         preempt_enable();
4045
4046         return success;
4047 }
4048
4049 /**
4050  * try_invoke_on_locked_down_task - Invoke a function on task in fixed state
4051  * @p: Process for which the function is to be invoked, can be @current.
4052  * @func: Function to invoke.
4053  * @arg: Argument to function.
4054  *
4055  * If the specified task can be quickly locked into a definite state
4056  * (either sleeping or on a given runqueue), arrange to keep it in that
4057  * state while invoking @func(@arg).  This function can use ->on_rq and
4058  * task_curr() to work out what the state is, if required.  Given that
4059  * @func can be invoked with a runqueue lock held, it had better be quite
4060  * lightweight.
4061  *
4062  * Returns:
4063  *      @false if the task slipped out from under the locks.
4064  *      @true if the task was locked onto a runqueue or is sleeping.
4065  *              However, @func can override this by returning @false.
4066  */
4067 bool try_invoke_on_locked_down_task(struct task_struct *p, bool (*func)(struct task_struct *t, void *arg), void *arg)
4068 {
4069         struct rq_flags rf;
4070         bool ret = false;
4071         struct rq *rq;
4072
4073         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
4074         if (p->on_rq) {
4075                 rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4076                 if (task_rq(p) == rq)
4077                         ret = func(p, arg);
4078                 rq_unlock(rq, &rf);
4079         } else {
4080                 switch (READ_ONCE(p->__state)) {
4081                 case TASK_RUNNING:
4082                 case TASK_WAKING:
4083                         break;
4084                 default:
4085                         smp_rmb(); // See smp_rmb() comment in try_to_wake_up().
4086                         if (!p->on_rq)
4087                                 ret = func(p, arg);
4088                 }
4089         }
4090         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf.flags);
4091         return ret;
4092 }
4093
4094 /**
4095  * wake_up_process - Wake up a specific process
4096  * @p: The process to be woken up.
4097  *
4098  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
4099  * processes.
4100  *
4101  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
4102  *
4103  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
4104  */
4105 int wake_up_process(struct task_struct *p)
4106 {
4107         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
4108 }
4109 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
4110
4111 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
4112 {
4113         return try_to_wake_up(p, state, 0);
4114 }
4115
4116 /*
4117  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
4118  * p is forked by current.
4119  *
4120  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
4121  */
4122 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
4123 {
4124         p->on_rq                        = 0;
4125
4126         p->se.on_rq                     = 0;
4127         p->se.exec_start                = 0;
4128         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
4129         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
4130         p->se.nr_migrations             = 0;
4131         p->se.vruntime                  = 0;
4132         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
4133
4134 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4135         p->se.cfs_rq                    = NULL;
4136 #endif
4137
4138 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4139         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
4140         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
4141 #endif
4142
4143         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
4144         init_dl_task_timer(&p->dl);
4145         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
4146         __dl_clear_params(p);
4147
4148         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
4149         p->rt.timeout           = 0;
4150         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
4151         p->rt.on_rq             = 0;
4152         p->rt.on_list           = 0;
4153
4154 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
4155         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
4156 #endif
4157
4158 #ifdef CONFIG_COMPACTION
4159         p->capture_control = NULL;
4160 #endif
4161         init_numa_balancing(clone_flags, p);
4162 #ifdef CONFIG_SMP
4163         p->wake_entry.u_flags = CSD_TYPE_TTWU;
4164         p->migration_pending = NULL;
4165 #endif
4166 }
4167
4168 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
4169
4170 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4171
4172 void set_numabalancing_state(bool enabled)
4173 {
4174         if (enabled)
4175                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
4176         else
4177                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
4178 }
4179
4180 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
4181 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
4182                           void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
4183 {
4184         struct ctl_table t;
4185         int err;
4186         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
4187
4188         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
4189                 return -EPERM;
4190
4191         t = *table;
4192         t.data = &state;
4193         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
4194         if (err < 0)
4195                 return err;
4196         if (write)
4197                 set_numabalancing_state(state);
4198         return err;
4199 }
4200 #endif
4201 #endif
4202
4203 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4204
4205 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
4206
4207 static void set_schedstats(bool enabled)
4208 {
4209         if (enabled)
4210                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
4211         else
4212                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
4213 }
4214
4215 void force_schedstat_enabled(void)
4216 {
4217         if (!schedstat_enabled()) {
4218                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
4219                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
4220         }
4221 }
4222
4223 static int __init setup_schedstats(char *str)
4224 {
4225         int ret = 0;
4226         if (!str)
4227                 goto out;
4228
4229         if (!strcmp(str, "enable")) {
4230                 set_schedstats(true);
4231                 ret = 1;
4232         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
4233                 set_schedstats(false);
4234                 ret = 1;
4235         }
4236 out:
4237         if (!ret)
4238                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
4239
4240         return ret;
4241 }
4242 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
4243
4244 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
4245 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
4246                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
4247 {
4248         struct ctl_table t;
4249         int err;
4250         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
4251
4252         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
4253                 return -EPERM;
4254
4255         t = *table;
4256         t.data = &state;
4257         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
4258         if (err < 0)
4259                 return err;
4260         if (write)
4261                 set_schedstats(state);
4262         return err;
4263 }
4264 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
4265 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
4266
4267 /*
4268  * fork()/clone()-time setup:
4269  */
4270 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
4271 {
4272         unsigned long flags;
4273
4274         __sched_fork(clone_flags, p);
4275         /*
4276          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
4277          * nobody will actually run it, and a signal or other external
4278          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
4279          */
4280         p->__state = TASK_NEW;
4281
4282         /*
4283          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
4284          */
4285         p->prio = current->normal_prio;
4286
4287         uclamp_fork(p);
4288
4289         /*
4290          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
4291          */
4292         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
4293                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
4294                         p->policy = SCHED_NORMAL;
4295                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
4296                         p->rt_priority = 0;
4297                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
4298                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
4299
4300                 p->prio = p->normal_prio = p->static_prio;
4301                 set_load_weight(p, false);
4302
4303                 /*
4304                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
4305                  * fulfilled its duty:
4306                  */
4307                 p->sched_reset_on_fork = 0;
4308         }
4309
4310         if (dl_prio(p->prio))
4311                 return -EAGAIN;
4312         else if (rt_prio(p->prio))
4313                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4314         else
4315                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4316
4317         init_entity_runnable_average(&p->se);
4318
4319         /*
4320          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
4321          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
4322          * is ran before sched_fork().
4323          *
4324          * Silence PROVE_RCU.
4325          */
4326         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4327         rseq_migrate(p);
4328         /*
4329          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
4330          * so use __set_task_cpu().
4331          */
4332         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
4333         if (p->sched_class->task_fork)
4334                 p->sched_class->task_fork(p);
4335         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4336
4337 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
4338         if (likely(sched_info_on()))
4339                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
4340 #endif
4341 #if defined(CONFIG_SMP)
4342         p->on_cpu = 0;
4343 #endif
4344         init_task_preempt_count(p);
4345 #ifdef CONFIG_SMP
4346         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
4347         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
4348 #endif
4349         return 0;
4350 }
4351
4352 void sched_post_fork(struct task_struct *p)
4353 {
4354         uclamp_post_fork(p);
4355 }
4356
4357 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
4358 {
4359         if (runtime == RUNTIME_INF)
4360                 return BW_UNIT;
4361
4362         /*
4363          * Doing this here saves a lot of checks in all
4364          * the calling paths, and returning zero seems
4365          * safe for them anyway.
4366          */
4367         if (period == 0)
4368                 return 0;
4369
4370         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
4371 }
4372
4373 /*
4374  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
4375  *
4376  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
4377  * that must be done for every newly created context, then puts the task
4378  * on the runqueue and wakes it.
4379  */
4380 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
4381 {
4382         struct rq_flags rf;
4383         struct rq *rq;
4384
4385         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
4386         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
4387 #ifdef CONFIG_SMP
4388         /*
4389          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
4390          *  - cpus_ptr can change in the fork path
4391          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
4392          *
4393          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
4394          * as we're not fully set-up yet.
4395          */
4396         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
4397         rseq_migrate(p);
4398         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), WF_FORK));
4399 #endif
4400         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4401         update_rq_clock(rq);
4402         post_init_entity_util_avg(p);
4403
4404         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
4405         trace_sched_wakeup_new(p);
4406         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
4407 #ifdef CONFIG_SMP
4408         if (p->sched_class->task_woken) {
4409                 /*
4410                  * Nothing relies on rq->lock after this, so it's fine to
4411                  * drop it.
4412                  */
4413                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
4414                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
4415                 rq_repin_lock(rq, &rf);
4416         }
4417 #endif
4418         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4419 }
4420
4421 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
4422
4423 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
4424
4425 void preempt_notifier_inc(void)
4426 {
4427         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
4428 }
4429 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
4430
4431 void preempt_notifier_dec(void)
4432 {
4433         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
4434 }
4435 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
4436
4437 /**
4438  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
4439  * @notifier: notifier struct to register
4440  */
4441 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
4442 {
4443         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4444                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
4445
4446         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
4447 }
4448 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
4449
4450 /**
4451  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
4452  * @notifier: notifier struct to unregister
4453  *
4454  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
4455  */
4456 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
4457 {
4458         hlist_del(&notifier->link);
4459 }
4460 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
4461
4462 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4463 {
4464         struct preempt_notifier *notifier;
4465
4466         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
4467                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
4468 }
4469
4470 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4471 {
4472         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4473                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
4474 }
4475
4476 static void
4477 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4478                                    struct task_struct *next)
4479 {
4480         struct preempt_notifier *notifier;
4481
4482         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
4483                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
4484 }
4485
4486 static __always_inline void
4487 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4488                                  struct task_struct *next)
4489 {
4490         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4491                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
4492 }
4493
4494 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
4495
4496 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4497 {
4498 }
4499
4500 static inline void
4501 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4502                                  struct task_struct *next)
4503 {
4504 }
4505
4506 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
4507
4508 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
4509 {
4510 #ifdef CONFIG_SMP
4511         /*
4512          * Claim the task as running, we do this before switching to it
4513          * such that any running task will have this set.
4514          *
4515          * See the ttwu() WF_ON_CPU case and its ordering comment.
4516          */
4517         WRITE_ONCE(next->on_cpu, 1);
4518 #endif
4519 }
4520
4521 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
4522 {
4523 #ifdef CONFIG_SMP
4524         /*
4525          * This must be the very last reference to @prev from this CPU. After
4526          * p->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU. We
4527          * must ensure this doesn't happen until the switch is completely
4528          * finished.
4529          *
4530          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
4531          * happen before this.
4532          *
4533          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
4534          */
4535         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
4536 #endif
4537 }
4538
4539 #ifdef CONFIG_SMP
4540
4541 static void do_balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4542 {
4543         void (*func)(struct rq *rq);
4544         struct callback_head *next;
4545
4546         lockdep_assert_rq_held(rq);
4547
4548         while (head) {
4549                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
4550                 next = head->next;
4551                 head->next = NULL;
4552                 head = next;
4553
4554                 func(rq);
4555         }
4556 }
4557
4558 static void balance_push(struct rq *rq);
4559
4560 struct callback_head balance_push_callback = {
4561         .next = NULL,
4562         .func = (void (*)(struct callback_head *))balance_push,
4563 };
4564
4565 static inline struct callback_head *splice_balance_callbacks(struct rq *rq)
4566 {
4567         struct callback_head *head = rq->balance_callback;
4568
4569         lockdep_assert_rq_held(rq);
4570         if (head)
4571                 rq->balance_callback = NULL;
4572
4573         return head;
4574 }
4575
4576 static void __balance_callbacks(struct rq *rq)
4577 {
4578         do_balance_callbacks(rq, splice_balance_callbacks(rq));
4579 }
4580
4581 static inline void balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4582 {
4583         unsigned long flags;
4584
4585         if (unlikely(head)) {
4586                 raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
4587                 do_balance_callbacks(rq, head);
4588                 raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
4589         }
4590 }
4591
4592 #else
4593
4594 static inline void __balance_callbacks(struct rq *rq)
4595 {
4596 }
4597
4598 static inline struct callback_head *splice_balance_callbacks(struct rq *rq)
4599 {
4600         return NULL;
4601 }
4602
4603 static inline void balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4604 {
4605 }
4606
4607 #endif
4608
4609 static inline void
4610 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
4611 {
4612         /*
4613          * Since the runqueue lock will be released by the next
4614          * task (which is an invalid locking op but in the case
4615          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
4616          * do an early lockdep release here:
4617          */
4618         rq_unpin_lock(rq, rf);
4619         spin_release(&__rq_lockp(rq)->dep_map, _THIS_IP_);
4620 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
4621         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
4622         rq_lockp(rq)->owner = next;
4623 #endif
4624 }
4625
4626 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
4627 {
4628         /*
4629          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
4630          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
4631          * prev into current:
4632          */
4633         spin_acquire(&__rq_lockp(rq)->dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
4634         __balance_callbacks(rq);
4635         raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
4636 }
4637
4638 /*
4639  * NOP if the arch has not defined these:
4640  */
4641
4642 #ifndef prepare_arch_switch
4643 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
4644 #endif
4645
4646 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
4647 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
4648 #endif
4649
4650 static inline void kmap_local_sched_out(void)
4651 {
4652 #ifdef CONFIG_KMAP_LOCAL
4653         if (unlikely(current->kmap_ctrl.idx))
4654                 __kmap_local_sched_out();
4655 #endif
4656 }
4657
4658 static inline void kmap_local_sched_in(void)
4659 {
4660 #ifdef CONFIG_KMAP_LOCAL
4661         if (unlikely(current->kmap_ctrl.idx))
4662                 __kmap_local_sched_in();
4663 #endif
4664 }
4665
4666 /**
4667  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
4668  * @rq: the runqueue preparing to switch
4669  * @prev: the current task that is being switched out
4670  * @next: the task we are going to switch to.
4671  *
4672  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
4673  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
4674  * switch.
4675  *
4676  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
4677  * hooks.
4678  */
4679 static inline void
4680 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
4681                     struct task_struct *next)
4682 {
4683         kcov_prepare_switch(prev);
4684         sched_info_switch(rq, prev, next);
4685         perf_event_task_sched_out(prev, next);
4686         rseq_preempt(prev);
4687         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
4688         kmap_local_sched_out();
4689         prepare_task(next);
4690         prepare_arch_switch(next);
4691 }
4692
4693 /**
4694  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
4695  * @prev: the thread we just switched away from.
4696  *
4697  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
4698  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
4699  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
4700  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
4701  *
4702  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
4703  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
4704  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
4705  * details.)
4706  *
4707  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
4708  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
4709  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
4710  * because prev may have moved to another CPU.
4711  */
4712 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
4713         __releases(rq->lock)
4714 {
4715         struct rq *rq = this_rq();
4716         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
4717         long prev_state;
4718
4719         /*
4720          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
4721          * because it left us after:
4722          *
4723          *      schedule()
4724          *        preempt_disable();                    // 1
4725          *        __schedule()
4726          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
4727          *
4728          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
4729          */
4730         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
4731                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
4732                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
4733                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
4734
4735         rq->prev_mm = NULL;
4736
4737         /*
4738          * A task struct has one reference for the use as "current".
4739          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
4740          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
4741          * the scheduled task must drop that reference.
4742          *
4743          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
4744          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
4745          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
4746          * transition, resulting in a double drop.
4747          */
4748         prev_state = READ_ONCE(prev->__state);
4749         vtime_task_switch(prev);
4750         perf_event_task_sched_in(prev, current);
4751         finish_task(prev);
4752         tick_nohz_task_switch();
4753         finish_lock_switch(rq);
4754         finish_arch_post_lock_switch();
4755         kcov_finish_switch(current);
4756         /*
4757          * kmap_local_sched_out() is invoked with rq::lock held and
4758          * interrupts disabled. There is no requirement for that, but the
4759          * sched out code does not have an interrupt enabled section.
4760          * Restoring the maps on sched in does not require interrupts being
4761          * disabled either.
4762          */
4763         kmap_local_sched_in();
4764
4765         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
4766         /*
4767          * When switching through a kernel thread, the loop in
4768          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
4769          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
4770          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
4771          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
4772          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
4773          *
4774          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
4775          *   provided by mmdrop(),
4776          * - a sync_core for SYNC_CORE.
4777          */
4778         if (mm) {
4779                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
4780                 mmdrop(mm);
4781         }
4782         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
4783                 if (prev->sched_class->task_dead)
4784                         prev->sched_class->task_dead(prev);
4785
4786                 /*
4787                  * Remove function-return probe instances associated with this
4788                  * task and put them back on the free list.
4789                  */
4790                 kprobe_flush_task(prev);
4791
4792                 /* Task is done with its stack. */
4793                 put_task_stack(prev);
4794
4795                 put_task_struct_rcu_user(prev);
4796         }
4797
4798         return rq;
4799 }
4800
4801 /**
4802  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
4803  * @prev: the thread we just switched away from.
4804  */
4805 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
4806         __releases(rq->lock)
4807 {
4808         /*
4809          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
4810          * finish_task_switch() for details.
4811          *
4812          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
4813          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
4814          * PREEMPT_COUNT kernels).
4815          */
4816
4817         finish_task_switch(prev);
4818         preempt_enable();
4819
4820         if (current->set_child_tid)
4821                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
4822
4823         calculate_sigpending();
4824 }
4825
4826 /*
4827  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
4828  */
4829 static __always_inline struct rq *
4830 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
4831                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
4832 {
4833         prepare_task_switch(rq, prev, next);
4834
4835         /*
4836          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
4837          * combine the page table reload and the switch backend into
4838          * one hypercall.
4839          */
4840         arch_start_context_switch(prev);
4841
4842         /*
4843          * kernel -> kernel   lazy + transfer active
4844          *   user -> kernel   lazy + mmgrab() active
4845          *
4846          * kernel ->   user   switch + mmdrop() active
4847          *   user ->   user   switch
4848          */
4849         if (!next->mm) {                                // to kernel
4850                 enter_lazy_tlb(prev->active_mm, next);
4851
4852                 next->active_mm = prev->active_mm;
4853                 if (prev->mm)                           // from user
4854                         mmgrab(prev->active_mm);
4855                 else
4856                         prev->active_mm = NULL;
4857         } else {                                        // to user
4858                 membarrier_switch_mm(rq, prev->active_mm, next->mm);
4859                 /*
4860                  * sys_membarrier() requires an smp_mb() between setting
4861                  * rq->curr / membarrier_switch_mm() and returning to userspace.
4862                  *
4863                  * The below provides this either through switch_mm(), or in
4864                  * case 'prev->active_mm == next->mm' through
4865                  * finish_task_switch()'s mmdrop().
4866                  */
4867                 switch_mm_irqs_off(prev->active_mm, next->mm, next);
4868
4869                 if (!prev->mm) {                        // from kernel
4870                         /* will mmdrop() in finish_task_switch(). */
4871                         rq->prev_mm = prev->active_mm;
4872                         prev->active_mm = NULL;
4873                 }
4874         }
4875
4876         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
4877
4878         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
4879
4880         /* Here we just switch the register state and the stack. */
4881         switch_to(prev, next, prev);
4882         barrier();
4883
4884         return finish_task_switch(prev);
4885 }
4886
4887 /*
4888  * nr_running and nr_context_switches:
4889  *
4890  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
4891  * threads, total number of context switches performed since bootup.
4892  */
4893 unsigned int nr_running(void)
4894 {
4895         unsigned int i, sum = 0;
4896
4897         for_each_online_cpu(i)
4898                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
4899
4900         return sum;
4901 }
4902
4903 /*
4904  * Check if only the current task is running on the CPU.
4905  *
4906  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
4907  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
4908  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
4909  *
4910  * - from a non-preemptible section (of course)
4911  *
4912  * - from a thread that is bound to a single CPU
4913  *
4914  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
4915  */
4916 bool single_task_running(void)
4917 {
4918         return raw_rq()->nr_running == 1;
4919 }
4920 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
4921
4922 unsigned long long nr_context_switches(void)
4923 {
4924         int i;
4925         unsigned long long sum = 0;
4926
4927         for_each_possible_cpu(i)
4928                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
4929
4930         return sum;
4931 }
4932
4933 /*
4934  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
4935  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
4936  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
4937  * it does become runnable.
4938  */
4939
4940 unsigned int nr_iowait_cpu(int cpu)
4941 {
4942         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
4943 }
4944
4945 /*
4946  * IO-wait accounting, and how it's mostly bollocks (on SMP).
4947  *
4948  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
4949  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
4950  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
4951  *
4952  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
4953  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
4954  * running and we'd not be idle.
4955  *
4956  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
4957  * is broken.
4958  *
4959  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
4960  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
4961  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
4962  * utilising both CPUs.
4963  *
4964  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
4965  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
4966  *
4967  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
4968  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
4969  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
4970  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
4971  *
4972  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
4973  */
4974
4975 unsigned int nr_iowait(void)
4976 {
4977         unsigned int i, sum = 0;
4978
4979         for_each_possible_cpu(i)
4980                 sum += nr_iowait_cpu(i);
4981
4982         return sum;
4983 }
4984
4985 #ifdef CONFIG_SMP
4986
4987 /*
4988  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
4989  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
4990  */
4991 void sched_exec(void)
4992 {
4993         struct task_struct *p = current;
4994         unsigned long flags;
4995         int dest_cpu;
4996
4997         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4998         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), WF_EXEC);
4999         if (dest_cpu == smp_processor_id())
5000                 goto unlock;
5001
5002         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
5003                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
5004
5005                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5006                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
5007                 return;
5008         }
5009 unlock:
5010         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5011 }
5012
5013 #endif
5014
5015 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
5016 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
5017
5018 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
5019 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
5020
5021 /*
5022  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
5023  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
5024  * we observe a high rate of cache misses in practice.
5025  * Prefetching this data results in improved performance.
5026  */
5027 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
5028 {
5029 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5030         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
5031 #else
5032         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
5033 #endif
5034         prefetch(curr);
5035         prefetch(&curr->exec_start);
5036 }
5037
5038 /*
5039  * Return accounted runtime for the task.
5040  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
5041  * pending runtime that have not been accounted yet.
5042  */
5043 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
5044 {
5045         struct rq_flags rf;
5046         struct rq *rq;
5047         u64 ns;
5048
5049 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
5050         /*
5051          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
5052          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
5053          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
5054          *
5055          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
5056          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
5057          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
5058          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
5059          * been accounted, so we're correct here as well.
5060          */
5061         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
5062                 return p->se.sum_exec_runtime;
5063 #endif
5064
5065         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5066         /*
5067          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
5068          * project cycles that may never be accounted to this
5069          * thread, breaking clock_gettime().
5070          */
5071         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
5072                 prefetch_curr_exec_start(p);
5073                 update_rq_clock(rq);
5074                 p->sched_class->update_curr(rq);
5075         }
5076         ns = p->se.sum_exec_runtime;
5077         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5078
5079         return ns;
5080 }
5081
5082 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5083 static u64 cpu_resched_latency(struct rq *rq)
5084 {
5085         int latency_warn_ms = READ_ONCE(sysctl_resched_latency_warn_ms);
5086         u64 resched_latency, now = rq_clock(rq);
5087         static bool warned_once;
5088
5089         if (sysctl_resched_latency_warn_once && warned_once)
5090                 return 0;
5091
5092         if (!need_resched() || !latency_warn_ms)
5093                 return 0;
5094
5095         if (system_state == SYSTEM_BOOTING)
5096                 return 0;
5097
5098         if (!rq->last_seen_need_resched_ns) {
5099                 rq->last_seen_need_resched_ns = now;
5100                 rq->ticks_without_resched = 0;
5101                 return 0;
5102         }
5103
5104         rq->ticks_without_resched++;
5105         resched_latency = now - rq->last_seen_need_resched_ns;
5106         if (resched_latency <= latency_warn_ms * NSEC_PER_MSEC)
5107                 return 0;
5108
5109         warned_once = true;
5110
5111         return resched_latency;
5112 }
5113
5114 static int __init setup_resched_latency_warn_ms(char *str)
5115 {
5116         long val;
5117
5118         if ((kstrtol(str, 0, &val))) {
5119                 pr_warn("Unable to set resched_latency_warn_ms\n");
5120                 return 1;
5121         }
5122
5123         sysctl_resched_latency_warn_ms = val;
5124         return 1;
5125 }
5126 __setup("resched_latency_warn_ms=", setup_resched_latency_warn_ms);
5127 #else
5128 static inline u64 cpu_resched_latency(struct rq *rq) { return 0; }
5129 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5130
5131 /*
5132  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
5133  * We call it with interrupts disabled.
5134  */
5135 void scheduler_tick(void)
5136 {
5137         int cpu = smp_processor_id();
5138         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5139         struct task_struct *curr = rq->curr;
5140         struct rq_flags rf;
5141         unsigned long thermal_pressure;
5142         u64 resched_latency;
5143
5144         arch_scale_freq_tick();
5145         sched_clock_tick();
5146
5147         rq_lock(rq, &rf);
5148
5149         update_rq_clock(rq);
5150         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
5151         update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure);
5152         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5153         if (sched_feat(LATENCY_WARN))
5154                 resched_latency = cpu_resched_latency(rq);
5155         calc_global_load_tick(rq);
5156
5157         rq_unlock(rq, &rf);
5158
5159         if (sched_feat(LATENCY_WARN) && resched_latency)
5160                 resched_latency_warn(cpu, resched_latency);
5161
5162         perf_event_task_tick();
5163
5164 #ifdef CONFIG_SMP
5165         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
5166         trigger_load_balance(rq);
5167 #endif
5168 }
5169
5170 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
5171
5172 struct tick_work {
5173         int                     cpu;
5174         atomic_t                state;
5175         struct delayed_work     work;
5176 };
5177 /* Values for ->state, see diagram below. */
5178 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE       0
5179 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING     1
5180 #define TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING       2
5181
5182 /*
5183  * State diagram for ->state:
5184  *
5185  *
5186  *          TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE
5187  *                    |   ^
5188  *                    |   |
5189  *                    |   | sched_tick_remote()
5190  *                    |   |
5191  *                    |   |
5192  *                    +--TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING
5193  *                    |   ^
5194  *                    |   |
5195  * sched_tick_start() |   | sched_tick_stop()
5196  *                    |   |
5197  *                    V   |
5198  *          TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING
5199  *
5200  *
5201  * Other transitions get WARN_ON_ONCE(), except that sched_tick_remote()
5202  * and sched_tick_start() are happy to leave the state in RUNNING.
5203  */
5204
5205 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
5206
5207 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
5208 {
5209         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
5210         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
5211         int cpu = twork->cpu;
5212         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5213         struct task_struct *curr;
5214         struct rq_flags rf;
5215         u64 delta;
5216         int os;
5217
5218         /*
5219          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
5220          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
5221          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
5222          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
5223          * of when exactly it is running.
5224          */
5225         if (!tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
5226                 goto out_requeue;
5227
5228         rq_lock_irq(rq, &rf);
5229         curr = rq->curr;
5230         if (cpu_is_offline(cpu))
5231                 goto out_unlock;
5232
5233         update_rq_clock(rq);
5234
5235         if (!is_idle_task(curr)) {
5236                 /*
5237                  * Make sure the next tick runs within a reasonable
5238                  * amount of time.
5239                  */
5240                 delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
5241                 WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
5242         }
5243         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5244
5245         calc_load_nohz_remote(rq);
5246 out_unlock:
5247         rq_unlock_irq(rq, &rf);
5248 out_requeue:
5249
5250         /*
5251          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
5252          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
5253          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.  But
5254          * first update state to reflect hotplug activity if required.
5255          */
5256         os = atomic_fetch_add_unless(&twork->state, -1, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5257         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE);
5258         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING)
5259                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
5260 }
5261
5262 static void sched_tick_start(int cpu)
5263 {
5264         int os;
5265         struct tick_work *twork;
5266
5267         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
5268                 return;
5269
5270         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
5271
5272         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
5273         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5274         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5275         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE) {
5276                 twork->cpu = cpu;
5277                 INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
5278                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
5279         }
5280 }
5281
5282 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5283 static void sched_tick_stop(int cpu)
5284 {
5285         struct tick_work *twork;
5286         int os;
5287
5288         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
5289                 return;
5290
5291         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
5292
5293         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
5294         /* There cannot be competing actions, but don't rely on stop-machine. */
5295         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING);
5296         WARN_ON_ONCE(os != TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5297         /* Don't cancel, as this would mess up the state machine. */
5298 }
5299 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5300
5301 int __init sched_tick_offload_init(void)
5302 {
5303         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
5304         BUG_ON(!tick_work_cpu);
5305         return 0;
5306 }
5307
5308 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
5309 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
5310 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
5311 #endif
5312
5313 #if defined(CONFIG_PREEMPTION) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
5314                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
5315 /*
5316  * If the value passed in is equal to the current preempt count
5317  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
5318  */
5319 static inline void preempt_latency_start(int val)
5320 {
5321         if (preempt_count() == val) {
5322                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
5323 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5324                 current->preempt_disable_ip = ip;
5325 #endif
5326                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
5327         }
5328 }
5329
5330 void preempt_count_add(int val)
5331 {
5332 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5333         /*
5334          * Underflow?
5335          */
5336         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
5337                 return;
5338 #endif
5339         __preempt_count_add(val);
5340 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5341         /*
5342          * Spinlock count overflowing soon?
5343          */
5344         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
5345                                 PREEMPT_MASK - 10);
5346 #endif
5347         preempt_latency_start(val);
5348 }
5349 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
5350 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
5351
5352 /*
5353  * If the value passed in equals to the current preempt count
5354  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
5355  */
5356 static inline void preempt_latency_stop(int val)
5357 {
5358         if (preempt_count() == val)
5359                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
5360 }
5361
5362 void preempt_count_sub(int val)
5363 {
5364 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5365         /*
5366          * Underflow?
5367          */
5368         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
5369                 return;
5370         /*
5371          * Is the spinlock portion underflowing?
5372          */
5373         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
5374                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
5375                 return;
5376 #endif
5377
5378         preempt_latency_stop(val);
5379         __preempt_count_sub(val);
5380 }
5381 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
5382 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
5383
5384 #else
5385 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
5386 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
5387 #endif
5388
5389 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
5390 {
5391 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5392         return p->preempt_disable_ip;
5393 #else
5394         return 0;
5395 #endif
5396 }
5397
5398 /*
5399  * Print scheduling while atomic bug:
5400  */
5401 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
5402 {
5403         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
5404         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
5405
5406         if (oops_in_progress)
5407                 return;
5408
5409         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
5410                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
5411
5412         debug_show_held_locks(prev);
5413         print_modules();
5414         if (irqs_disabled())
5415                 print_irqtrace_events(prev);
5416         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
5417             && in_atomic_preempt_off()) {
5418                 pr_err("Preemption disabled at:");
5419                 print_ip_sym(KERN_ERR, preempt_disable_ip);
5420         }
5421         if (panic_on_warn)
5422                 panic("scheduling while atomic\n");
5423
5424         dump_stack();
5425         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
5426 }
5427
5428 /*
5429  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
5430  */
5431 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev, bool preempt)
5432 {
5433 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
5434         if (task_stack_end_corrupted(prev))
5435                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
5436
5437         if (task_scs_end_corrupted(prev))
5438                 panic("corrupted shadow stack detected inside scheduler\n");
5439 #endif
5440
5441 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
5442         if (!preempt && READ_ONCE(prev->__state) && prev->non_block_count) {
5443                 printk(KERN_ERR "BUG: scheduling in a non-blocking section: %s/%d/%i\n",
5444                         prev->comm, prev->pid, prev->non_block_count);
5445                 dump_stack();
5446                 add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
5447         }
5448 #endif
5449
5450         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
5451                 __schedule_bug(prev);
5452                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
5453         }
5454         rcu_sleep_check();
5455         SCHED_WARN_ON(ct_state() == CONTEXT_USER);
5456
5457         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
5458
5459         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
5460 }
5461
5462 static void put_prev_task_balance(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
5463                                   struct rq_flags *rf)
5464 {
5465 #ifdef CONFIG_SMP
5466         const struct sched_class *class;
5467         /*
5468          * We must do the balancing pass before put_prev_task(), such
5469          * that when we release the rq->lock the task is in the same
5470          * state as before we took rq->lock.
5471          *
5472          * We can terminate the balance pass as soon as we know there is
5473          * a runnable task of @class priority or higher.
5474          */
5475         for_class_range(class, prev->sched_class, &idle_sched_class) {
5476                 if (class->balance(rq, prev, rf))
5477                         break;
5478         }
5479 #endif
5480
5481         put_prev_task(rq, prev);
5482 }
5483
5484 /*
5485  * Pick up the highest-prio task:
5486  */
5487 static inline struct task_struct *
5488 __pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
5489 {
5490         const struct sched_class *class;
5491         struct task_struct *p;
5492
5493         /*
5494          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
5495          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
5496          * higher scheduling class, because otherwise those lose the
5497          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
5498          */
5499         if (likely(prev->sched_class <= &fair_sched_class &&
5500                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
5501
5502                 p = pick_next_task_fair(rq, prev, rf);
5503                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
5504                         goto restart;
5505
5506                 /* Assume the next prioritized class is idle_sched_class */
5507                 if (!p) {
5508                         put_prev_task(rq, prev);
5509                         p = pick_next_task_idle(rq);
5510                 }
5511
5512                 return p;
5513         }
5514
5515 restart:
5516         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
5517
5518         for_each_class(class) {
5519                 p = class->pick_next_task(rq);
5520                 if (p)
5521                         return p;
5522         }
5523
5524         /* The idle class should always have a runnable task: */
5525         BUG();
5526 }
5527
5528 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
5529 static inline bool is_task_rq_idle(struct task_struct *t)
5530 {
5531         return (task_rq(t)->idle == t);
5532 }
5533
5534 static inline bool cookie_equals(struct task_struct *a, unsigned long cookie)
5535 {
5536         return is_task_rq_idle(a) || (a->core_cookie == cookie);
5537 }
5538
5539 static inline bool cookie_match(struct task_struct *a, struct task_struct *b)
5540 {
5541         if (is_task_rq_idle(a) || is_task_rq_idle(b))
5542                 return true;
5543
5544         return a->core_cookie == b->core_cookie;
5545 }
5546
5547 // XXX fairness/fwd progress conditions
5548 /*
5549  * Returns
5550  * - NULL if there is no runnable task for this class.
5551  * - the highest priority task for this runqueue if it matches
5552  *   rq->core->core_cookie or its priority is greater than max.
5553  * - Else returns idle_task.
5554  */
5555 static struct task_struct *
5556 pick_task(struct rq *rq, const struct sched_class *class, struct task_struct *max, bool in_fi)
5557 {
5558         struct task_struct *class_pick, *cookie_pick;
5559         unsigned long cookie = rq->core->core_cookie;
5560
5561         class_pick = class->pick_task(rq);
5562         if (!class_pick)
5563                 return NULL;
5564
5565         if (!cookie) {
5566                 /*
5567                  * If class_pick is tagged, return it only if it has
5568                  * higher priority than max.
5569                  */
5570                 if (max && class_pick->core_cookie &&
5571                     prio_less(class_pick, max, in_fi))
5572                         return idle_sched_class.pick_task(rq);
5573
5574                 return class_pick;
5575         }
5576
5577         /*
5578          * If class_pick is idle or matches cookie, return early.
5579          */
5580         if (cookie_equals(class_pick, cookie))
5581                 return class_pick;
5582
5583         cookie_pick = sched_core_find(rq, cookie);
5584
5585         /*
5586          * If class > max && class > cookie, it is the highest priority task on
5587          * the core (so far) and it must be selected, otherwise we must go with
5588          * the cookie pick in order to satisfy the constraint.
5589          */
5590         if (prio_less(cookie_pick, class_pick, in_fi) &&
5591             (!max || prio_less(max, class_pick, in_fi)))
5592                 return class_pick;
5593
5594         return cookie_pick;
5595 }
5596
5597 extern void task_vruntime_update(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool in_fi);
5598
5599 static struct task_struct *
5600 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
5601 {
5602         struct task_struct *next, *max = NULL;
5603         const struct sched_class *class;
5604         const struct cpumask *smt_mask;
5605         bool fi_before = false;
5606         int i, j, cpu, occ = 0;
5607         bool need_sync;
5608
5609         if (!sched_core_enabled(rq))
5610                 return __pick_next_task(rq, prev, rf);
5611
5612         cpu = cpu_of(rq);
5613
5614         /* Stopper task is switching into idle, no need core-wide selection. */
5615         if (cpu_is_offline(cpu)) {
5616                 /*
5617                  * Reset core_pick so that we don't enter the fastpath when
5618                  * coming online. core_pick would already be migrated to
5619                  * another cpu during offline.
5620                  */
5621                 rq->core_pick = NULL;
5622                 return __pick_next_task(rq, prev, rf);
5623         }
5624
5625         /*
5626          * If there were no {en,de}queues since we picked (IOW, the task
5627          * pointers are all still valid), and we haven't scheduled the last
5628          * pick yet, do so now.
5629          *
5630          * rq->core_pick can be NULL if no selection was made for a CPU because
5631          * it was either offline or went offline during a sibling's core-wide
5632          * selection. In this case, do a core-wide selection.
5633          */
5634         if (rq->core->core_pick_seq == rq->core->core_task_seq &&
5635             rq->core->core_pick_seq != rq->core_sched_seq &&
5636             rq->core_pick) {
5637                 WRITE_ONCE(rq->core_sched_seq, rq->core->core_pick_seq);
5638
5639                 next = rq->core_pick;
5640                 if (next != prev) {
5641                         put_prev_task(rq, prev);
5642                         set_next_task(rq, next);
5643                 }
5644
5645                 rq->core_pick = NULL;
5646                 return next;
5647         }
5648
5649         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
5650
5651         smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
5652         need_sync = !!rq->core->core_cookie;
5653
5654         /* reset state */
5655         rq->core->core_cookie = 0UL;
5656         if (rq->core->core_forceidle) {
5657                 need_sync = true;
5658                 fi_before = true;
5659                 rq->core->core_forceidle = false;
5660         }
5661
5662         /*
5663          * core->core_task_seq, core->core_pick_seq, rq->core_sched_seq
5664          *
5665          * @task_seq guards the task state ({en,de}queues)
5666          * @pick_seq is the @task_seq we did a selection on
5667          * @sched_seq is the @pick_seq we scheduled
5668          *
5669          * However, preemptions can cause multiple picks on the same task set.
5670          * 'Fix' this by also increasing @task_seq for every pick.
5671          */
5672         rq->core->core_task_seq++;
5673
5674         /*
5675          * Optimize for common case where this CPU has no cookies
5676          * and there are no cookied tasks running on siblings.
5677          */
5678         if (!need_sync) {
5679                 for_each_class(class) {
5680                         next = class->pick_task(rq);
5681                         if (next)
5682                                 break;
5683                 }
5684
5685                 if (!next->core_cookie) {
5686                         rq->core_pick = NULL;
5687                         /*
5688                          * For robustness, update the min_vruntime_fi for
5689                          * unconstrained picks as well.
5690                          */
5691                         WARN_ON_ONCE(fi_before);
5692                         task_vruntime_update(rq, next, false);
5693                         goto done;
5694                 }
5695         }
5696
5697         for_each_cpu(i, smt_mask) {
5698                 struct rq *rq_i = cpu_rq(i);
5699
5700                 rq_i->core_pick = NULL;
5701
5702                 if (i != cpu)
5703                         update_rq_clock(rq_i);
5704         }
5705
5706         /*
5707          * Try and select tasks for each sibling in descending sched_class
5708          * order.
5709          */
5710         for_each_class(class) {
5711 again:
5712                 for_each_cpu_wrap(i, smt_mask, cpu) {
5713                         struct rq *rq_i = cpu_rq(i);
5714                         struct task_struct *p;
5715
5716                         if (rq_i->core_pick)
5717                                 continue;
5718
5719                         /*
5720                          * If this sibling doesn't yet have a suitable task to
5721                          * run; ask for the most eligible task, given the
5722                          * highest priority task already selected for this
5723                          * core.
5724                          */
5725                         p = pick_task(rq_i, class, max, fi_before);
5726                         if (!p)
5727                                 continue;
5728
5729                         if (!is_task_rq_idle(p))
5730                                 occ++;
5731
5732                         rq_i->core_pick = p;
5733                         if (rq_i->idle == p && rq_i->nr_running) {
5734                                 rq->core->core_forceidle = true;
5735                                 if (!fi_before)
5736                                         rq->core->core_forceidle_seq++;
5737                         }
5738
5739                         /*
5740                          * If this new candidate is of higher priority than the
5741                          * previous; and they're incompatible; we need to wipe
5742                          * the slate and start over. pick_task makes sure that
5743                          * p's priority is more than max if it doesn't match
5744                          * max's cookie.
5745                          *
5746                          * NOTE: this is a linear max-filter and is thus bounded
5747                          * in execution time.
5748                          */
5749                         if (!max || !cookie_match(max, p)) {
5750                                 struct task_struct *old_max = max;
5751
5752                                 rq->core->core_cookie = p->core_cookie;
5753                                 max = p;
5754
5755                                 if (old_max) {
5756                                         rq->core->core_forceidle = false;
5757                                         for_each_cpu(j, smt_mask) {
5758                                                 if (j == i)
5759                                                         continue;
5760
5761                                                 cpu_rq(j)->core_pick = NULL;
5762                                         }
5763                                         occ = 1;
5764                                         goto again;
5765                                 }
5766                         }
5767                 }
5768         }
5769
5770         rq->core->core_pick_seq = rq->core->core_task_seq;
5771         next = rq->core_pick;
5772         rq->core_sched_seq = rq->core->core_pick_seq;
5773
5774         /* Something should have been selected for current CPU */
5775         WARN_ON_ONCE(!next);
5776
5777         /*
5778          * Reschedule siblings
5779          *
5780          * NOTE: L1TF -- at this point we're no longer running the old task and
5781          * sending an IPI (below) ensures the sibling will no longer be running
5782          * their task. This ensures there is no inter-sibling overlap between
5783          * non-matching user state.
5784          */
5785         for_each_cpu(i, smt_mask) {
5786                 struct rq *rq_i = cpu_rq(i);
5787
5788                 /*
5789                  * An online sibling might have gone offline before a task
5790                  * could be picked for it, or it might be offline but later
5791                  * happen to come online, but its too late and nothing was
5792                  * picked for it.  That's Ok - it will pick tasks for itself,
5793                  * so ignore it.
5794                  */
5795                 if (!rq_i->core_pick)
5796                         continue;
5797
5798                 /*
5799                  * Update for new !FI->FI transitions, or if continuing to be in !FI:
5800                  * fi_before     fi      update?
5801                  *  0            0       1
5802                  *  0            1       1
5803                  *  1            0       1
5804                  *  1            1       0
5805                  */
5806                 if (!(fi_before && rq->core->core_forceidle))
5807                         task_vruntime_update(rq_i, rq_i->core_pick, rq->core->core_forceidle);
5808
5809                 rq_i->core_pick->core_occupation = occ;
5810
5811                 if (i == cpu) {
5812                         rq_i->core_pick = NULL;
5813                         continue;
5814                 }
5815
5816                 /* Did we break L1TF mitigation requirements? */
5817                 WARN_ON_ONCE(!cookie_match(next, rq_i->core_pick));
5818
5819                 if (rq_i->curr == rq_i->core_pick) {
5820                         rq_i->core_pick = NULL;
5821                         continue;
5822                 }
5823
5824                 resched_curr(rq_i);
5825         }
5826
5827 done:
5828         set_next_task(rq, next);
5829         return next;
5830 }
5831
5832 static bool try_steal_cookie(int this, int that)
5833 {
5834         struct rq *dst = cpu_rq(this), *src = cpu_rq(that);
5835         struct task_struct *p;
5836         unsigned long cookie;
5837         bool success = false;
5838
5839         local_irq_disable();
5840         double_rq_lock(dst, src);
5841
5842         cookie = dst->core->core_cookie;
5843         if (!cookie)
5844                 goto unlock;
5845
5846         if (dst->curr != dst->idle)
5847                 goto unlock;
5848
5849         p = sched_core_find(src, cookie);
5850         if (p == src->idle)
5851                 goto unlock;
5852
5853         do {
5854                 if (p == src->core_pick || p == src->curr)
5855                         goto next;
5856
5857                 if (!cpumask_test_cpu(this, &p->cpus_mask))
5858                         goto next;
5859
5860                 if (p->core_occupation > dst->idle->core_occupation)
5861                         goto next;
5862
5863                 deactivate_task(src, p, 0);
5864                 set_task_cpu(p, this);
5865                 activate_task(dst, p, 0);
5866
5867                 resched_curr(dst);
5868
5869                 success = true;
5870                 break;
5871
5872 next:
5873                 p = sched_core_next(p, cookie);
5874         } while (p);
5875
5876 unlock:
5877         double_rq_unlock(dst, src);
5878         local_irq_enable();
5879
5880         return success;
5881 }
5882
5883 static bool steal_cookie_task(int cpu, struct sched_domain *sd)
5884 {
5885         int i;
5886
5887         for_each_cpu_wrap(i, sched_domain_span(sd), cpu) {
5888                 if (i == cpu)
5889                         continue;
5890
5891                 if (need_resched())
5892                         break;
5893
5894                 if (try_steal_cookie(cpu, i))
5895                         return true;
5896         }
5897
5898         return false;
5899 }
5900
5901 static void sched_core_balance(struct rq *rq)
5902 {
5903         struct sched_domain *sd;
5904         int cpu = cpu_of(rq);
5905
5906         preempt_disable();
5907         rcu_read_lock();
5908         raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
5909         for_each_domain(cpu, sd) {
5910                 if (need_resched())
5911                         break;
5912
5913                 if (steal_cookie_task(cpu, sd))
5914                         break;
5915         }
5916         raw_spin_rq_lock_irq(rq);
5917         rcu_read_unlock();
5918         preempt_enable();
5919 }
5920
5921 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, core_balance_head);
5922
5923 void queue_core_balance(struct rq *rq)
5924 {
5925         if (!sched_core_enabled(rq))
5926                 return;
5927
5928         if (!rq->core->core_cookie)
5929                 return;
5930
5931         if (!rq->nr_running) /* not forced idle */
5932                 return;
5933
5934         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(core_balance_head, rq->cpu), sched_core_balance);
5935 }
5936
5937 static inline void sched_core_cpu_starting(unsigned int cpu)
5938 {
5939         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
5940         struct rq *rq, *core_rq = NULL;
5941         int i;
5942
5943         core_rq = cpu_rq(cpu)->core;
5944
5945         if (!core_rq) {
5946                 for_each_cpu(i, smt_mask) {
5947                         rq = cpu_rq(i);
5948                         if (rq->core && rq->core == rq)
5949                                 core_rq = rq;
5950                 }
5951
5952                 if (!core_rq)
5953                         core_rq = cpu_rq(cpu);
5954
5955                 for_each_cpu(i, smt_mask) {
5956                         rq = cpu_rq(i);
5957
5958                         WARN_ON_ONCE(rq->core && rq->core != core_rq);
5959                         rq->core = core_rq;
5960                 }
5961         }
5962 }
5963 #else /* !CONFIG_SCHED_CORE */
5964
5965 static inline void sched_core_cpu_starting(unsigned int cpu) {}
5966
5967 static struct task_struct *
5968 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
5969 {
5970         return __pick_next_task(rq, prev, rf);
5971 }
5972
5973 #endif /* CONFIG_SCHED_CORE */
5974
5975 /*
5976  * __schedule() is the main scheduler function.
5977  *
5978  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
5979  *
5980  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
5981  *
5982  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
5983  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
5984  *
5985  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
5986  *      interrupt handler scheduler_tick().
5987  *
5988  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
5989  *      task to the run-queue and that's it.
5990  *
5991  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
5992  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
5993  *      called on the nearest possible occasion:
5994  *
5995  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPTION=y):
5996  *
5997  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
5998  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
5999  *           spin_unlock()!)
6000  *
6001  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
6002  *           preemptible context
6003  *
6004  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPTION is not set)
6005  *         then at the next:
6006  *
6007  *          - cond_resched() call
6008  *          - explicit schedule() call
6009  *          - return from syscall or exception to user-space
6010  *          - return from interrupt-handler to user-space
6011  *
6012  * WARNING: must be called with preemption disabled!
6013  */
6014 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
6015 {
6016         struct task_struct *prev, *next;
6017         unsigned long *switch_count;
6018         unsigned long prev_state;
6019         struct rq_flags rf;
6020         struct rq *rq;
6021         int cpu;
6022
6023         cpu = smp_processor_id();
6024         rq = cpu_rq(cpu);
6025         prev = rq->curr;
6026
6027         schedule_debug(prev, preempt);
6028
6029         if (sched_feat(HRTICK) || sched_feat(HRTICK_DL))
6030                 hrtick_clear(rq);
6031
6032         local_irq_disable();
6033         rcu_note_context_switch(preempt);
6034
6035         /*
6036          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
6037          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
6038          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up():
6039          *
6040          * __set_current_state(@state)          signal_wake_up()
6041          * schedule()                             set_tsk_thread_flag(p, TIF_SIGPENDING)
6042          *                                        wake_up_state(p, state)
6043          *   LOCK rq->lock                          LOCK p->pi_state
6044          *   smp_mb__after_spinlock()               smp_mb__after_spinlock()
6045          *     if (signal_pending_state())          if (p->state & @state)
6046          *
6047          * Also, the membarrier system call requires a full memory barrier
6048          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
6049          */
6050         rq_lock(rq, &rf);
6051         smp_mb__after_spinlock();
6052
6053         /* Promote REQ to ACT */
6054         rq->clock_update_flags <<= 1;
6055         update_rq_clock(rq);
6056
6057         switch_count = &prev->nivcsw;
6058
6059         /*
6060          * We must load prev->state once (task_struct::state is volatile), such
6061          * that:
6062          *
6063          *  - we form a control dependency vs deactivate_task() below.
6064          *  - ptrace_{,un}freeze_traced() can change ->state underneath us.
6065          */
6066         prev_state = READ_ONCE(prev->__state);
6067         if (!preempt && prev_state) {
6068                 if (signal_pending_state(prev_state, prev)) {
6069                         WRITE_ONCE(prev->__state, TASK_RUNNING);
6070                 } else {
6071                         prev->sched_contributes_to_load =
6072                                 (prev_state & TASK_UNINTERRUPTIBLE) &&
6073                                 !(prev_state & TASK_NOLOAD) &&
6074                                 !(prev->flags & PF_FROZEN);
6075
6076                         if (prev->sched_contributes_to_load)
6077                                 rq->nr_uninterruptible++;
6078
6079                         /*
6080                          * __schedule()                 ttwu()
6081                          *   prev_state = prev->state;    if (p->on_rq && ...)
6082                          *   if (prev_state)                goto out;
6083                          *     p->on_rq = 0;              smp_acquire__after_ctrl_dep();
6084                          *                                p->state = TASK_WAKING
6085                          *
6086                          * Where __schedule() and ttwu() have matching control dependencies.
6087                          *
6088                          * After this, schedule() must not care about p->state any more.
6089                          */
6090                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
6091
6092                         if (prev->in_iowait) {
6093                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6094                                 delayacct_blkio_start();
6095                         }
6096                 }
6097                 switch_count = &prev->nvcsw;
6098         }
6099
6100         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
6101         clear_tsk_need_resched(prev);
6102         clear_preempt_need_resched();
6103 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6104         rq->last_seen_need_resched_ns = 0;
6105 #endif
6106
6107         if (likely(prev != next)) {
6108                 rq->nr_switches++;
6109                 /*
6110                  * RCU users of rcu_dereference(rq->curr) may not see
6111                  * changes to task_struct made by pick_next_task().
6112                  */
6113                 RCU_INIT_POINTER(rq->curr, next);
6114                 /*
6115                  * The membarrier system call requires each architecture
6116                  * to have a full memory barrier after updating
6117                  * rq->curr, before returning to user-space.
6118                  *
6119                  * Here are the schemes providing that barrier on the
6120                  * various architectures:
6121                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
6122                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
6123                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
6124                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
6125                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
6126                  *   is a RELEASE barrier),
6127                  */
6128                 ++*switch_count;
6129
6130                 migrate_disable_switch(rq, prev);
6131                 psi_sched_switch(prev, next, !task_on_rq_queued(prev));
6132
6133                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
6134
6135                 /* Also unlocks the rq: */
6136                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
6137         } else {
6138                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
6139
6140                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
6141                 __balance_callbacks(rq);
6142                 raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
6143         }
6144 }
6145
6146 void __noreturn do_task_dead(void)
6147 {
6148         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
6149         set_special_state(TASK_DEAD);
6150
6151         /* Tell freezer to ignore us: */
6152         current->flags |= PF_NOFREEZE;
6153
6154         __schedule(false);
6155         BUG();
6156
6157         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
6158         for (;;)
6159                 cpu_relax();
6160 }
6161
6162 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
6163 {
6164         unsigned int task_flags;
6165
6166         if (task_is_running(tsk))
6167                 return;
6168
6169         task_flags = tsk->flags;
6170         /*
6171          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue whether
6172          * it wants to wake up a task to maintain concurrency.
6173          * As this function is called inside the schedule() context,
6174          * we disable preemption to avoid it calling schedule() again
6175          * in the possible wakeup of a kworker and because wq_worker_sleeping()
6176          * requires it.
6177          */
6178         if (task_flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
6179                 preempt_disable();
6180                 if (task_flags & PF_WQ_WORKER)
6181                         wq_worker_sleeping(tsk);
6182                 else
6183                         io_wq_worker_sleeping(tsk);
6184                 preempt_enable_no_resched();
6185         }
6186
6187         if (tsk_is_pi_blocked(tsk))
6188                 return;
6189
6190         /*
6191          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
6192          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
6193          */
6194         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
6195                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
6196 }
6197
6198 static void sched_update_worker(struct task_struct *tsk)
6199 {
6200         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
6201                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
6202                         wq_worker_running(tsk);
6203                 else
6204                         io_wq_worker_running(tsk);
6205         }
6206 }
6207
6208 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
6209 {
6210         struct task_struct *tsk = current;
6211
6212         sched_submit_work(tsk);
6213         do {
6214                 preempt_disable();
6215                 __schedule(false);
6216                 sched_preempt_enable_no_resched();
6217         } while (need_resched());
6218         sched_update_worker(tsk);
6219 }
6220 EXPORT_SYMBOL(schedule);
6221
6222 /*
6223  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
6224  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
6225  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
6226  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
6227  * (schedule out non-voluntarily).
6228  *
6229  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
6230  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
6231  */
6232 void __sched schedule_idle(void)
6233 {
6234         /*
6235          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
6236          * regardless because that function is a nop when the task is in a
6237          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
6238          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
6239          * TASK_RUNNING state.
6240          */
6241         WARN_ON_ONCE(current->__state);
6242         do {
6243                 __schedule(false);
6244         } while (need_resched());
6245 }
6246
6247 #if defined(CONFIG_CONTEXT_TRACKING) && !defined(CONFIG_HAVE_CONTEXT_TRACKING_OFFSTACK)
6248 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
6249 {
6250         /*
6251          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
6252          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
6253          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
6254          * we find a better solution.
6255          *
6256          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
6257          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
6258          * too frequently to make sense yet.
6259          */
6260         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
6261         schedule();
6262         exception_exit(prev_state);
6263 }
6264 #endif
6265
6266 /**
6267  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
6268  *
6269  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
6270  */
6271 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
6272 {
6273         sched_preempt_enable_no_resched();
6274         schedule();
6275         preempt_disable();
6276 }
6277
6278 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
6279 {
6280         do {
6281                 /*
6282                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
6283                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
6284                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
6285                  * by the function tracer will call this function again and
6286                  * cause infinite recursion.
6287                  *
6288                  * Preemption must be disabled here before the function
6289                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
6290                  * calls. One to disable preemption without fear of being
6291                  * traced. The other to still record the preemption latency,
6292                  * which can also be traced by the function tracer.
6293                  */
6294                 preempt_disable_notrace();
6295                 preempt_latency_start(1);
6296                 __schedule(true);
6297                 preempt_latency_stop(1);
6298                 preempt_enable_no_resched_notrace();
6299
6300                 /*
6301                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
6302                  * between schedule and now.
6303                  */
6304         } while (need_resched());
6305 }
6306
6307 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
6308 /*
6309  * This is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
6310  * off of preempt_enable.
6311  */
6312 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
6313 {
6314         /*
6315          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
6316          * we do not want to preempt the current task. Just return..
6317          */
6318         if (likely(!preemptible()))
6319                 return;
6320
6321         preempt_schedule_common();
6322 }
6323 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
6324 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
6325
6326 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6327 DEFINE_STATIC_CALL(preempt_schedule, __preempt_schedule_func);
6328 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(preempt_schedule);
6329 #endif
6330
6331
6332 /**
6333  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
6334  *
6335  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
6336  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
6337  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
6338  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
6339  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
6340  * to be called when the system is still in usermode.
6341  *
6342  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
6343  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
6344  * calling the scheduler.
6345  */
6346 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
6347 {
6348         enum ctx_state prev_ctx;
6349
6350         if (likely(!preemptible()))
6351                 return;
6352
6353         do {
6354                 /*
6355                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
6356                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
6357                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
6358                  * by the function tracer will call this function again and
6359                  * cause infinite recursion.
6360                  *
6361                  * Preemption must be disabled here before the function
6362                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
6363                  * calls. One to disable preemption without fear of being
6364                  * traced. The other to still record the preemption latency,
6365                  * which can also be traced by the function tracer.
6366                  */
6367                 preempt_disable_notrace();
6368                 preempt_latency_start(1);
6369                 /*
6370                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
6371                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
6372                  * an infinite recursion.
6373                  */
6374                 prev_ctx = exception_enter();
6375                 __schedule(true);
6376                 exception_exit(prev_ctx);
6377
6378                 preempt_latency_stop(1);
6379                 preempt_enable_no_resched_notrace();
6380         } while (need_resched());
6381 }
6382 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
6383
6384 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6385 DEFINE_STATIC_CALL(preempt_schedule_notrace, __preempt_schedule_notrace_func);
6386 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(preempt_schedule_notrace);
6387 #endif
6388
6389 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
6390
6391 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6392
6393 #include <linux/entry-common.h>
6394
6395 /*
6396  * SC:cond_resched
6397  * SC:might_resched
6398  * SC:preempt_schedule
6399  * SC:preempt_schedule_notrace
6400  * SC:irqentry_exit_cond_resched
6401  *
6402  *
6403  * NONE:
6404  *   cond_resched               <- __cond_resched
6405  *   might_resched              <- RET0
6406  *   preempt_schedule           <- NOP
6407  *   preempt_schedule_notrace   <- NOP
6408  *   irqentry_exit_cond_resched <- NOP
6409  *
6410  * VOLUNTARY:
6411  *   cond_resched               <- __cond_resched
6412  *   might_resched              <- __cond_resched
6413  *   preempt_schedule           <- NOP
6414  *   preempt_schedule_notrace   <- NOP
6415  *   irqentry_exit_cond_resched <- NOP
6416  *
6417  * FULL:
6418  *   cond_resched               <- RET0
6419  *   might_resched              <- RET0
6420  *   preempt_schedule           <- preempt_schedule
6421  *   preempt_schedule_notrace   <- preempt_schedule_notrace
6422  *   irqentry_exit_cond_resched <- irqentry_exit_cond_resched
6423  */
6424
6425 enum {
6426         preempt_dynamic_none = 0,
6427         preempt_dynamic_voluntary,
6428         preempt_dynamic_full,
6429 };
6430
6431 int preempt_dynamic_mode = preempt_dynamic_full;
6432
6433 int sched_dynamic_mode(const char *str)
6434 {
6435         if (!strcmp(str, "none"))
6436                 return preempt_dynamic_none;
6437
6438         if (!strcmp(str, "voluntary"))
6439                 return preempt_dynamic_voluntary;
6440
6441         if (!strcmp(str, "full"))
6442                 return preempt_dynamic_full;
6443
6444         return -EINVAL;
6445 }
6446
6447 void sched_dynamic_update(int mode)
6448 {
6449         /*
6450          * Avoid {NONE,VOLUNTARY} -> FULL transitions from ever ending up in
6451          * the ZERO state, which is invalid.
6452          */
6453         static_call_update(cond_resched, __cond_resched);
6454         static_call_update(might_resched, __cond_resched);
6455         static_call_update(preempt_schedule, __preempt_schedule_func);
6456         static_call_update(preempt_schedule_notrace, __preempt_schedule_notrace_func);
6457         static_call_update(irqentry_exit_cond_resched, irqentry_exit_cond_resched);
6458
6459         switch (mode) {
6460         case preempt_dynamic_none:
6461                 static_call_update(cond_resched, __cond_resched);
6462                 static_call_update(might_resched, (void *)&__static_call_return0);
6463                 static_call_update(preempt_schedule, NULL);
6464                 static_call_update(preempt_schedule_notrace, NULL);
6465                 static_call_update(irqentry_exit_cond_resched, NULL);
6466                 pr_info("Dynamic Preempt: none\n");
6467                 break;
6468
6469         case preempt_dynamic_voluntary:
6470                 static_call_update(cond_resched, __cond_resched);
6471                 static_call_update(might_resched, __cond_resched);
6472                 static_call_update(preempt_schedule, NULL);
6473                 static_call_update(preempt_schedule_notrace, NULL);
6474                 static_call_update(irqentry_exit_cond_resched, NULL);
6475                 pr_info("Dynamic Preempt: voluntary\n");
6476                 break;
6477
6478         case preempt_dynamic_full:
6479                 static_call_update(cond_resched, (void *)&__static_call_return0);
6480                 static_call_update(might_resched, (void *)&__static_call_return0);
6481                 static_call_update(preempt_schedule, __preempt_schedule_func);
6482                 static_call_update(preempt_schedule_notrace, __preempt_schedule_notrace_func);
6483                 static_call_update(irqentry_exit_cond_resched, irqentry_exit_cond_resched);
6484                 pr_info("Dynamic Preempt: full\n");
6485                 break;
6486         }
6487
6488         preempt_dynamic_mode = mode;
6489 }
6490
6491 static int __init setup_preempt_mode(char *str)
6492 {
6493         int mode = sched_dynamic_mode(str);
6494         if (mode < 0) {
6495                 pr_warn("Dynamic Preempt: unsupported mode: %s\n", str);
6496                 return 1;
6497         }
6498
6499         sched_dynamic_update(mode);
6500         return 0;
6501 }
6502 __setup("preempt=", setup_preempt_mode);
6503
6504 #endif /* CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC */
6505
6506 /*
6507  * This is the entry point to schedule() from kernel preemption
6508  * off of irq context.
6509  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
6510  * protect us against recursive calling from irq.
6511  */
6512 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
6513 {
6514         enum ctx_state prev_state;
6515
6516         /* Catch callers which need to be fixed */
6517         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
6518
6519         prev_state = exception_enter();
6520
6521         do {
6522                 preempt_disable();
6523                 local_irq_enable();
6524                 __schedule(true);
6525                 local_irq_disable();
6526                 sched_preempt_enable_no_resched();
6527         } while (need_resched());
6528
6529         exception_exit(prev_state);
6530 }
6531
6532 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
6533                           void *key)
6534 {
6535         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_SCHED_DEBUG) && wake_flags & ~WF_SYNC);
6536         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
6537 }
6538 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
6539
6540 static void __setscheduler_prio(struct task_struct *p, int prio)
6541 {
6542         if (dl_prio(prio))
6543                 p->sched_class = &dl_sched_class;
6544         else if (rt_prio(prio))
6545                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6546         else
6547                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6548
6549         p->prio = prio;
6550 }
6551
6552 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
6553
6554 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
6555 {
6556         if (pi_task)
6557                 prio = min(prio, pi_task->prio);
6558
6559         return prio;
6560 }
6561
6562 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
6563 {
6564         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
6565
6566         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
6567 }
6568
6569 /*
6570  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
6571  * @p: task to boost
6572  * @pi_task: donor task
6573  *
6574  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
6575  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
6576  *
6577  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
6578  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
6579  */
6580 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
6581 {
6582         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
6583                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
6584         const struct sched_class *prev_class;
6585         struct rq_flags rf;
6586         struct rq *rq;
6587
6588         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
6589         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
6590
6591         /*
6592          * If nothing changed; bail early.
6593          */
6594         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
6595                 return;
6596
6597         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
6598         update_rq_clock(rq);
6599         /*
6600          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
6601          * either lock.
6602          *
6603          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
6604          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
6605          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
6606          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
6607          * points to a blocked task -- which guarantees the task is present.
6608          */
6609         p->pi_top_task = pi_task;
6610
6611         /*
6612          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
6613          */
6614         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
6615                 goto out_unlock;
6616
6617         /*
6618          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
6619          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
6620          *
6621          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
6622          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
6623          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
6624          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
6625          * with interrupts disabled and will complete the lock
6626          * protected section without being interrupted. So there is no
6627          * real need to boost.
6628          */
6629         if (unlikely(p == rq->idle)) {
6630                 WARN_ON(p != rq->curr);
6631                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
6632                 goto out_unlock;
6633         }
6634
6635         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
6636         oldprio = p->prio;
6637
6638         if (oldprio == prio)
6639                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
6640
6641         prev_class = p->sched_class;
6642         queued = task_on_rq_queued(p);
6643         running = task_current(rq, p);
6644         if (queued)
6645                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
6646         if (running)
6647                 put_prev_task(rq, p);
6648
6649         /*
6650          * Boosting condition are:
6651          * 1. -rt task is running and holds mutex A
6652          *      --> -dl task blocks on mutex A
6653          *
6654          * 2. -dl task is running and holds mutex A
6655          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
6656          *          running task
6657          */
6658         if (dl_prio(prio)) {
6659                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
6660                     (pi_task && dl_prio(pi_task->prio) &&
6661                      dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
6662                         p->dl.pi_se = pi_task->dl.pi_se;
6663                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
6664                 } else {
6665                         p->dl.pi_se = &p->dl;
6666                 }
6667         } else if (rt_prio(prio)) {
6668                 if (dl_prio(oldprio))
6669                         p->dl.pi_se = &p->dl;
6670                 if (oldprio < prio)
6671                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
6672         } else {
6673                 if (dl_prio(oldprio))
6674                         p->dl.pi_se = &p->dl;
6675                 if (rt_prio(oldprio))
6676                         p->rt.timeout = 0;
6677         }
6678
6679         __setscheduler_prio(p, prio);
6680
6681         if (queued)
6682                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
6683         if (running)
6684                 set_next_task(rq, p);
6685
6686         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
6687 out_unlock:
6688         /* Avoid rq from going away on us: */
6689         preempt_disable();
6690
6691         rq_unpin_lock(rq, &rf);
6692         __balance_callbacks(rq);
6693         raw_spin_rq_unlock(rq);
6694
6695         preempt_enable();
6696 }
6697 #else
6698 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
6699 {
6700         return prio;
6701 }
6702 #endif
6703
6704 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
6705 {
6706         bool queued, running;
6707         int old_prio;
6708         struct rq_flags rf;
6709         struct rq *rq;
6710
6711         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
6712                 return;
6713         /*
6714          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
6715          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
6716          */
6717         rq = task_rq_lock(p, &rf);
6718         update_rq_clock(rq);
6719
6720         /*
6721          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
6722          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
6723          * it won't have any effect on scheduling until the task is
6724          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
6725          */
6726         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
6727                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6728                 goto out_unlock;
6729         }
6730         queued = task_on_rq_queued(p);
6731         running = task_current(rq, p);
6732         if (queued)
6733                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
6734         if (running)
6735                 put_prev_task(rq, p);
6736
6737         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6738         set_load_weight(p, true);
6739         old_prio = p->prio;
6740         p->prio = effective_prio(p);
6741
6742         if (queued)
6743                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
6744         if (running)
6745                 set_next_task(rq, p);
6746
6747         /*
6748          * If the task increased its priority or is running and
6749          * lowered its priority, then reschedule its CPU:
6750          */
6751         p->sched_class->prio_changed(rq, p, old_prio);
6752
6753 out_unlock:
6754         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
6755 }
6756 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
6757
6758 /*
6759  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
6760  * @p: task
6761  * @nice: nice value
6762  */
6763 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
6764 {
6765         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
6766         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
6767
6768         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
6769                 capable(CAP_SYS_NICE));
6770 }
6771
6772 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
6773
6774 /*
6775  * sys_nice - change the priority of the current process.
6776  * @increment: priority increment
6777  *
6778  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
6779  * does similar things.
6780  */
6781 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
6782 {
6783         long nice, retval;
6784
6785         /*
6786          * Setpriority might change our priority at the same moment.
6787          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
6788          * and we have a single winner.
6789          */
6790         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
6791         nice = task_nice(current) + increment;
6792
6793         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
6794         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
6795                 return -EPERM;
6796
6797         retval = security_task_setnice(current, nice);
6798         if (retval)
6799                 return retval;
6800
6801         set_user_nice(current, nice);
6802         return 0;
6803 }
6804
6805 #endif
6806
6807 /**
6808  * task_prio - return the priority value of a given task.
6809  * @p: the task in question.
6810  *
6811  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
6812  *
6813  * sched policy         return value   kernel prio    user prio/nice
6814  *
6815  * normal, batch, idle     [0 ... 39]  [100 ... 139]          0/[-20 ... 19]
6816  * fifo, rr             [-2 ... -100]     [98 ... 0]  [1 ... 99]
6817  * deadline                     -101             -1           0
6818  */
6819 int task_prio(const struct task_struct *p)
6820 {
6821         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
6822 }
6823
6824 /**
6825  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
6826  * @cpu: the processor in question.
6827  *
6828  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
6829  */
6830 int idle_cpu(int cpu)
6831 {
6832         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6833
6834         if (rq->curr != rq->idle)
6835                 return 0;
6836
6837         if (rq->nr_running)
6838                 return 0;
6839
6840 #ifdef CONFIG_SMP
6841         if (rq->ttwu_pending)
6842                 return 0;
6843 #endif
6844
6845         return 1;
6846 }
6847
6848 /**
6849  * available_idle_cpu - is a given CPU idle for enqueuing work.
6850  * @cpu: the CPU in question.
6851  *
6852  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
6853  */
6854 int available_idle_cpu(int cpu)
6855 {
6856         if (!idle_cpu(cpu))
6857                 return 0;
6858
6859         if (vcpu_is_preempted(cpu))
6860                 return 0;
6861
6862         return 1;
6863 }
6864
6865 /**
6866  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
6867  * @cpu: the processor in question.
6868  *
6869  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
6870  */
6871 struct task_struct *idle_task(int cpu)
6872 {
6873         return cpu_rq(cpu)->idle;
6874 }
6875
6876 #ifdef CONFIG_SMP
6877 /*
6878  * This function computes an effective utilization for the given CPU, to be
6879  * used for frequency selection given the linear relation: f = u * f_max.
6880  *
6881  * The scheduler tracks the following metrics:
6882  *
6883  *   cpu_util_{cfs,rt,dl,irq}()
6884  *   cpu_bw_dl()
6885  *
6886  * Where the cfs,rt and dl util numbers are tracked with the same metric and
6887  * synchronized windows and are thus directly comparable.
6888  *
6889  * The cfs,rt,dl utilization are the running times measured with rq->clock_task
6890  * which excludes things like IRQ and steal-time. These latter are then accrued
6891  * in the irq utilization.
6892  *
6893  * The DL bandwidth number otoh is not a measured metric but a value computed
6894  * based on the task model parameters and gives the minimal utilization
6895  * required to meet deadlines.
6896  */
6897 unsigned long effective_cpu_util(int cpu, unsigned long util_cfs,
6898                                  unsigned long max, enum cpu_util_type type,
6899                                  struct task_struct *p)
6900 {
6901         unsigned long dl_util, util, irq;
6902         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6903
6904         if (!uclamp_is_used() &&
6905             type == FREQUENCY_UTIL && rt_rq_is_runnable(&rq->rt)) {
6906                 return max;
6907         }
6908
6909         /*
6910          * Early check to see if IRQ/steal time saturates the CPU, can be
6911          * because of inaccuracies in how we track these -- see
6912          * update_irq_load_avg().
6913          */
6914         irq = cpu_util_irq(rq);
6915         if (unlikely(irq >= max))
6916                 return max;
6917
6918         /*
6919          * Because the time spend on RT/DL tasks is visible as 'lost' time to
6920          * CFS tasks and we use the same metric to track the effective
6921          * utilization (PELT windows are synchronized) we can directly add them
6922          * to obtain the CPU's actual utilization.
6923          *
6924          * CFS and RT utilization can be boosted or capped, depending on
6925          * utilization clamp constraints requested by currently RUNNABLE
6926          * tasks.
6927          * When there are no CFS RUNNABLE tasks, clamps are released and
6928          * frequency will be gracefully reduced with the utilization decay.
6929          */
6930         util = util_cfs + cpu_util_rt(rq);
6931         if (type == FREQUENCY_UTIL)
6932                 util = uclamp_rq_util_with(rq, util, p);
6933
6934         dl_util = cpu_util_dl(rq);
6935
6936         /*
6937          * For frequency selection we do not make cpu_util_dl() a permanent part
6938          * of this sum because we want to use cpu_bw_dl() later on, but we need
6939          * to check if the CFS+RT+DL sum is saturated (ie. no idle time) such
6940          * that we select f_max when there is no idle time.
6941          *
6942          * NOTE: numerical errors or stop class might cause us to not quite hit
6943          * saturation when we should -- something for later.
6944          */
6945         if (util + dl_util >= max)
6946                 return max;
6947
6948         /*
6949          * OTOH, for energy computation we need the estimated running time, so
6950          * include util_dl and ignore dl_bw.
6951          */
6952         if (type == ENERGY_UTIL)
6953                 util += dl_util;
6954
6955         /*
6956          * There is still idle time; further improve the number by using the
6957          * irq metric. Because IRQ/steal time is hidden from the task clock we
6958          * need to scale the task numbers:
6959          *
6960          *              max - irq
6961          *   U' = irq + --------- * U
6962          *                 max
6963          */
6964         util = scale_irq_capacity(util, irq, max);
6965         util += irq;
6966
6967         /*
6968          * Bandwidth required by DEADLINE must always be granted while, for
6969          * FAIR and RT, we use blocked utilization of IDLE CPUs as a mechanism
6970          * to gracefully reduce the frequency when no tasks show up for longer
6971          * periods of time.
6972          *
6973          * Ideally we would like to set bw_dl as min/guaranteed freq and util +
6974          * bw_dl as requested freq. However, cpufreq is not yet ready for such
6975          * an interface. So, we only do the latter for now.
6976          */
6977         if (type == FREQUENCY_UTIL)
6978                 util += cpu_bw_dl(rq);
6979
6980         return min(max, util);
6981 }
6982
6983 unsigned long sched_cpu_util(int cpu, unsigned long max)
6984 {
6985         return effective_cpu_util(cpu, cpu_util_cfs(cpu_rq(cpu)), max,
6986                                   ENERGY_UTIL, NULL);
6987 }
6988 #endif /* CONFIG_SMP */
6989
6990 /**
6991  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
6992  * @pid: the pid in question.
6993  *
6994  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
6995  */
6996 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
6997 {
6998         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
6999 }
7000
7001 /*
7002  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
7003  * it calls know not to change it.
7004  */
7005 #define SETPARAM_POLICY -1
7006
7007 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
7008                 const struct sched_attr *attr)
7009 {
7010         int policy = attr->sched_policy;
7011
7012         if (policy == SETPARAM_POLICY)
7013                 policy = p->policy;
7014
7015         p->policy = policy;
7016
7017         if (dl_policy(policy))
7018                 __setparam_dl(p, attr);
7019         else if (fair_policy(policy))
7020                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
7021
7022         /*
7023          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
7024          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
7025          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
7026          */
7027         p->rt_priority = attr->sched_priority;
7028         p->normal_prio = normal_prio(p);
7029         set_load_weight(p, true);
7030 }
7031
7032 /*
7033  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
7034  */
7035 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
7036 {
7037         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
7038         bool match;
7039
7040         rcu_read_lock();
7041         pcred = __task_cred(p);
7042         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
7043                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
7044         rcu_read_unlock();
7045         return match;
7046 }
7047
7048 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
7049                                 const struct sched_attr *attr,
7050                                 bool user, bool pi)
7051 {
7052         int oldpolicy = -1, policy = attr->sched_policy;
7053         int retval, oldprio, newprio, queued, running;
7054         const struct sched_class *prev_class;
7055         struct callback_head *head;
7056         struct rq_flags rf;
7057         int reset_on_fork;
7058         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
7059         struct rq *rq;
7060
7061         /* The pi code expects interrupts enabled */
7062         BUG_ON(pi && in_interrupt());
7063 recheck:
7064         /* Double check policy once rq lock held: */
7065         if (policy < 0) {
7066                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
7067                 policy = oldpolicy = p->policy;
7068         } else {
7069                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
7070
7071                 if (!valid_policy(policy))
7072                         return -EINVAL;
7073         }
7074
7075         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
7076                 return -EINVAL;
7077
7078         /*
7079          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
7080          * 1..MAX_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
7081          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
7082          */
7083         if (attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1)
7084                 return -EINVAL;
7085         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
7086             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
7087                 return -EINVAL;
7088
7089         /*
7090          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
7091          */
7092         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
7093                 if (fair_policy(policy)) {
7094                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
7095                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
7096                                 return -EPERM;
7097                 }
7098
7099                 if (rt_policy(policy)) {
7100                         unsigned long rlim_rtprio =
7101                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
7102
7103                         /* Can't set/change the rt policy: */
7104                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
7105                                 return -EPERM;
7106
7107                         /* Can't increase priority: */
7108                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
7109                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
7110                                 return -EPERM;
7111                 }
7112
7113                  /*
7114                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
7115                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
7116                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
7117                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
7118                   */
7119                 if (dl_policy(policy))
7120                         return -EPERM;
7121
7122                 /*
7123                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
7124                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
7125                  */
7126                 if (task_has_idle_policy(p) && !idle_policy(policy)) {
7127                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
7128                                 return -EPERM;
7129                 }
7130
7131                 /* Can't change other user's priorities: */
7132                 if (!check_same_owner(p))
7133                         return -EPERM;
7134
7135                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
7136                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
7137                         return -EPERM;
7138         }
7139
7140         if (user) {
7141                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
7142                         return -EINVAL;
7143
7144                 retval = security_task_setscheduler(p);
7145                 if (retval)
7146                         return retval;
7147         }
7148
7149         /* Update task specific "requested" clamps */
7150         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) {
7151                 retval = uclamp_validate(p, attr);
7152                 if (retval)
7153                         return retval;
7154         }
7155
7156         if (pi)
7157                 cpuset_read_lock();
7158
7159         /*
7160          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
7161          * changing the priority of the task:
7162          *
7163          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
7164          * runqueue lock must be held.
7165          */
7166         rq = task_rq_lock(p, &rf);
7167         update_rq_clock(rq);
7168
7169         /*
7170          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
7171          */
7172         if (p == rq->stop) {
7173                 retval = -EINVAL;
7174                 goto unlock;
7175         }
7176
7177         /*
7178          * If not changing anything there's no need to proceed further,
7179          * but store a possible modification of reset_on_fork.
7180          */
7181         if (unlikely(policy == p->policy)) {
7182                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
7183                         goto change;
7184                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
7185                         goto change;
7186                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
7187                         goto change;
7188                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)
7189                         goto change;
7190
7191                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
7192                 retval = 0;
7193                 goto unlock;
7194         }
7195 change:
7196
7197         if (user) {
7198 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7199                 /*
7200                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
7201                  * assigned.
7202                  */
7203                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
7204                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
7205                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
7206                         retval = -EPERM;
7207                         goto unlock;
7208                 }
7209 #endif
7210 #ifdef CONFIG_SMP
7211                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
7212                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
7213                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
7214
7215                         /*
7216                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
7217                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
7218                          * will also fail if there's no bandwidth available.
7219                          */
7220                         if (!cpumask_subset(span, p->cpus_ptr) ||
7221                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
7222                                 retval = -EPERM;
7223                                 goto unlock;
7224                         }
7225                 }
7226 #endif
7227         }
7228
7229         /* Re-check policy now with rq lock held: */
7230         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
7231                 policy = oldpolicy = -1;
7232                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7233                 if (pi)
7234                         cpuset_read_unlock();
7235                 goto recheck;
7236         }
7237
7238         /*
7239          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
7240          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
7241          * is available.
7242          */
7243         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
7244                 retval = -EBUSY;
7245                 goto unlock;
7246         }
7247
7248         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
7249         oldprio = p->prio;
7250
7251         newprio = __normal_prio(policy, attr->sched_priority, attr->sched_nice);
7252         if (pi) {
7253                 /*
7254                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
7255                  * effective priority is unchanged, we just store the new
7256                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
7257                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
7258                  * itself.
7259                  */
7260                 newprio = rt_effective_prio(p, newprio);
7261                 if (newprio == oldprio)
7262                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
7263         }
7264
7265         queued = task_on_rq_queued(p);
7266         running = task_current(rq, p);
7267         if (queued)
7268                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
7269         if (running)
7270                 put_prev_task(rq, p);
7271
7272         prev_class = p->sched_class;
7273
7274         if (!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)) {
7275                 __setscheduler_params(p, attr);
7276                 __setscheduler_prio(p, newprio);
7277         }
7278         __setscheduler_uclamp(p, attr);
7279
7280         if (queued) {
7281                 /*
7282                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
7283                  * increased (user space view).
7284                  */
7285                 if (oldprio < p->prio)
7286                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
7287
7288                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
7289         }
7290         if (running)
7291                 set_next_task(rq, p);
7292
7293         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
7294
7295         /* Avoid rq from going away on us: */
7296         preempt_disable();
7297         head = splice_balance_callbacks(rq);
7298         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7299
7300         if (pi) {
7301                 cpuset_read_unlock();
7302                 rt_mutex_adjust_pi(p);
7303         }
7304
7305         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
7306         balance_callbacks(rq, head);
7307         preempt_enable();
7308
7309         return 0;
7310
7311 unlock:
7312         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7313         if (pi)
7314                 cpuset_read_unlock();
7315         return retval;
7316 }
7317
7318 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
7319                                const struct sched_param *param, bool check)
7320 {
7321         struct sched_attr attr = {
7322                 .sched_policy   = policy,
7323                 .sched_priority = param->sched_priority,
7324                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
7325         };
7326
7327         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
7328         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
7329                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
7330                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
7331                 attr.sched_policy = policy;
7332         }
7333
7334         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
7335 }
7336 /**
7337  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
7338  * @p: the task in question.
7339  * @policy: new policy.
7340  * @param: structure containing the new RT priority.
7341  *
7342  * Use sched_set_fifo(), read its comment.
7343  *
7344  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7345  *
7346  * NOTE that the task may be already dead.
7347  */
7348 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
7349                        const struct sched_param *param)
7350 {
7351         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
7352 }
7353
7354 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
7355 {
7356         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
7357 }
7358
7359 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
7360 {
7361         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
7362 }
7363 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr_nocheck);
7364
7365 /**
7366  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
7367  * @p: the task in question.
7368  * @policy: new policy.
7369  * @param: structure containing the new RT priority.
7370  *
7371  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
7372  * current context has permission.  For example, this is needed in
7373  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
7374  * but our caller might not have that capability.
7375  *
7376  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7377  */
7378 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
7379                                const struct sched_param *param)
7380 {
7381         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
7382 }
7383
7384 /*
7385  * SCHED_FIFO is a broken scheduler model; that is, it is fundamentally
7386  * incapable of resource management, which is the one thing an OS really should
7387  * be doing.
7388  *
7389  * This is of course the reason it is limited to privileged users only.
7390  *
7391  * Worse still; it is fundamentally impossible to compose static priority
7392  * workloads. You cannot take two correctly working static prio workloads
7393  * and smash them together and still expect them to work.
7394  *
7395  * For this reason 'all' FIFO tasks the kernel creates are basically at:
7396  *
7397  *   MAX_RT_PRIO / 2
7398  *
7399  * The administrator _MUST_ configure the system, the kernel simply doesn't
7400  * know enough information to make a sensible choice.
7401  */
7402 void sched_set_fifo(struct task_struct *p)
7403 {
7404         struct sched_param sp = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO / 2 };
7405         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
7406 }
7407 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo);
7408
7409 /*
7410  * For when you don't much care about FIFO, but want to be above SCHED_NORMAL.
7411  */
7412 void sched_set_fifo_low(struct task_struct *p)
7413 {
7414         struct sched_param sp = { .sched_priority = 1 };
7415         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
7416 }
7417 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo_low);
7418
7419 void sched_set_normal(struct task_struct *p, int nice)
7420 {
7421         struct sched_attr attr = {
7422                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
7423                 .sched_nice = nice,
7424         };
7425         WARN_ON_ONCE(sched_setattr_nocheck(p, &attr) != 0);
7426 }
7427 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_normal);
7428
7429 static int
7430 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
7431 {
7432         struct sched_param lparam;
7433         struct task_struct *p;
7434         int retval;
7435
7436         if (!param || pid < 0)
7437                 return -EINVAL;
7438         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
7439                 return -EFAULT;
7440
7441         rcu_read_lock();
7442         retval = -ESRCH;
7443         p = find_process_by_pid(pid);
7444         if (likely(p))
7445                 get_task_struct(p);
7446         rcu_read_unlock();
7447
7448         if (likely(p)) {
7449                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
7450                 put_task_struct(p);
7451         }
7452
7453         return retval;
7454 }
7455
7456 /*
7457  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
7458  */
7459 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
7460 {
7461         u32 size;
7462         int ret;
7463
7464         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
7465         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
7466
7467         ret = get_user(size, &uattr->size);
7468         if (ret)
7469                 return ret;
7470
7471         /* ABI compatibility quirk: */
7472         if (!size)
7473                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
7474         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || size > PAGE_SIZE)
7475                 goto err_size;
7476
7477         ret = copy_struct_from_user(attr, sizeof(*attr), uattr, size);
7478         if (ret) {
7479                 if (ret == -E2BIG)
7480                         goto err_size;
7481                 return ret;
7482         }
7483
7484         if ((attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) &&
7485             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER1)
7486                 return -EINVAL;
7487
7488         /*
7489          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
7490          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
7491          */
7492         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
7493
7494         return 0;
7495
7496 err_size:
7497         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
7498         return -E2BIG;
7499 }
7500
7501 static void get_params(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
7502 {
7503         if (task_has_dl_policy(p))
7504                 __getparam_dl(p, attr);
7505         else if (task_has_rt_policy(p))
7506                 attr->sched_priority = p->rt_priority;
7507         else
7508                 attr->sched_nice = task_nice(p);
7509 }
7510
7511 /**
7512  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
7513  * @pid: the pid in question.
7514  * @policy: new policy.
7515  * @param: structure containing the new RT priority.
7516  *
7517  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7518  */
7519 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
7520 {
7521         if (policy < 0)
7522                 return -EINVAL;
7523
7524         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
7525 }
7526
7527 /**
7528  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
7529  * @pid: the pid in question.
7530  * @param: structure containing the new RT priority.
7531  *
7532  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7533  */
7534 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
7535 {
7536         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
7537 }
7538
7539 /**
7540  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
7541  * @pid: the pid in question.
7542  * @uattr: structure containing the extended parameters.
7543  * @flags: for future extension.
7544  */
7545 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
7546                                unsigned int, flags)
7547 {
7548         struct sched_attr attr;
7549         struct task_struct *p;
7550         int retval;
7551
7552         if (!uattr || pid < 0 || flags)
7553                 return -EINVAL;
7554
7555         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
7556         if (retval)
7557                 return retval;
7558
7559         if ((int)attr.sched_policy < 0)
7560                 return -EINVAL;
7561         if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_POLICY)
7562                 attr.sched_policy = SETPARAM_POLICY;
7563
7564         rcu_read_lock();
7565         retval = -ESRCH;
7566         p = find_process_by_pid(pid);
7567         if (likely(p))
7568                 get_task_struct(p);
7569         rcu_read_unlock();
7570
7571         if (likely(p)) {
7572                 if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)
7573                         get_params(p, &attr);
7574                 retval = sched_setattr(p, &attr);
7575                 put_task_struct(p);
7576         }
7577
7578         return retval;
7579 }
7580
7581 /**
7582  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
7583  * @pid: the pid in question.
7584  *
7585  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
7586  * code.
7587  */
7588 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
7589 {
7590         struct task_struct *p;
7591         int retval;
7592
7593         if (pid < 0)
7594                 return -EINVAL;
7595
7596         retval = -ESRCH;
7597         rcu_read_lock();
7598         p = find_process_by_pid(pid);
7599         if (p) {
7600                 retval = security_task_getscheduler(p);
7601                 if (!retval)
7602                         retval = p->policy
7603                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
7604         }
7605         rcu_read_unlock();
7606         return retval;
7607 }
7608
7609 /**
7610  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
7611  * @pid: the pid in question.
7612  * @param: structure containing the RT priority.
7613  *
7614  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
7615  * code.
7616  */
7617 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
7618 {
7619         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
7620         struct task_struct *p;
7621         int retval;
7622
7623         if (!param || pid < 0)
7624                 return -EINVAL;
7625
7626         rcu_read_lock();
7627         p = find_process_by_pid(pid);
7628         retval = -ESRCH;
7629         if (!p)
7630                 goto out_unlock;
7631
7632         retval = security_task_getscheduler(p);
7633         if (retval)
7634                 goto out_unlock;
7635
7636         if (task_has_rt_policy(p))
7637                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
7638         rcu_read_unlock();
7639
7640         /*
7641          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
7642          */
7643         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
7644
7645         return retval;
7646
7647 out_unlock:
7648         rcu_read_unlock();
7649         return retval;
7650 }
7651
7652 /*
7653  * Copy the kernel size attribute structure (which might be larger
7654  * than what user-space knows about) to user-space.
7655  *
7656  * Note that all cases are valid: user-space buffer can be larger or
7657  * smaller than the kernel-space buffer. The usual case is that both
7658  * have the same size.
7659  */
7660 static int
7661 sched_attr_copy_to_user(struct sched_attr __user *uattr,
7662                         struct sched_attr *kattr,
7663                         unsigned int usize)
7664 {
7665         unsigned int ksize = sizeof(*kattr);
7666
7667         if (!access_ok(uattr, usize))
7668                 return -EFAULT;
7669
7670         /*
7671          * sched_getattr() ABI forwards and backwards compatibility:
7672          *
7673          * If usize == ksize then we just copy everything to user-space and all is good.
7674          *
7675          * If usize < ksize then we only copy as much as user-space has space for,
7676          * this keeps ABI compatibility as well. We skip the rest.
7677          *
7678          * If usize > ksize then user-space is using a newer version of the ABI,
7679          * which part the kernel doesn't know about. Just ignore it - tooling can
7680          * detect the kernel's knowledge of attributes from the attr->size value
7681          * which is set to ksize in this case.
7682          */
7683         kattr->size = min(usize, ksize);
7684
7685         if (copy_to_user(uattr, kattr, kattr->size))
7686                 return -EFAULT;
7687
7688         return 0;
7689 }
7690
7691 /**
7692  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
7693  * @pid: the pid in question.
7694  * @uattr: structure containing the extended parameters.
7695  * @usize: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
7696  * @flags: for future extension.
7697  */
7698 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
7699                 unsigned int, usize, unsigned int, flags)
7700 {
7701         struct sched_attr kattr = { };
7702         struct task_struct *p;
7703         int retval;
7704
7705         if (!uattr || pid < 0 || usize > PAGE_SIZE ||
7706             usize < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
7707                 return -EINVAL;
7708
7709         rcu_read_lock();
7710         p = find_process_by_pid(pid);
7711         retval = -ESRCH;
7712         if (!p)
7713                 goto out_unlock;
7714
7715         retval = security_task_getscheduler(p);
7716         if (retval)
7717                 goto out_unlock;
7718
7719         kattr.sched_policy = p->policy;
7720         if (p->sched_reset_on_fork)
7721                 kattr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
7722         get_params(p, &kattr);
7723         kattr.sched_flags &= SCHED_FLAG_ALL;
7724
7725 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
7726         /*
7727          * This could race with another potential updater, but this is fine
7728          * because it'll correctly read the old or the new value. We don't need
7729          * to guarantee who wins the race as long as it doesn't return garbage.
7730          */
7731         kattr.sched_util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
7732         kattr.sched_util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
7733 #endif
7734
7735         rcu_read_unlock();
7736
7737         return sched_attr_copy_to_user(uattr, &kattr, usize);
7738
7739 out_unlock:
7740         rcu_read_unlock();
7741         return retval;
7742 }
7743
7744 #ifdef CONFIG_SMP
7745 int dl_task_check_affinity(struct task_struct *p, const struct cpumask *mask)
7746 {
7747         int ret = 0;
7748
7749         /*
7750          * If the task isn't a deadline task or admission control is
7751          * disabled then we don't care about affinity changes.
7752          */
7753         if (!task_has_dl_policy(p) || !dl_bandwidth_enabled())
7754                 return 0;
7755
7756         /*
7757          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
7758          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
7759          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
7760          * root_domain.
7761          */
7762         rcu_read_lock();
7763         if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, mask))
7764                 ret = -EBUSY;
7765         rcu_read_unlock();
7766         return ret;
7767 }
7768 #endif
7769
7770 static int
7771 __sched_setaffinity(struct task_struct *p, const struct cpumask *mask)
7772 {
7773         int retval;
7774         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
7775
7776         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL))
7777                 return -ENOMEM;
7778
7779         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
7780                 retval = -ENOMEM;
7781                 goto out_free_cpus_allowed;
7782         }
7783
7784         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
7785         cpumask_and(new_mask, mask, cpus_allowed);
7786
7787         retval = dl_task_check_affinity(p, new_mask);
7788         if (retval)
7789                 goto out_free_new_mask;
7790 again:
7791         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, SCA_CHECK | SCA_USER);
7792         if (retval)
7793                 goto out_free_new_mask;
7794
7795         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
7796         if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
7797                 /*
7798                  * We must have raced with a concurrent cpuset update.
7799                  * Just reset the cpumask to the cpuset's cpus_allowed.
7800                  */
7801                 cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
7802                 goto again;
7803         }
7804
7805 out_free_new_mask:
7806         free_cpumask_var(new_mask);
7807 out_free_cpus_allowed:
7808         free_cpumask_var(cpus_allowed);
7809         return retval;
7810 }
7811
7812 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
7813 {
7814         struct task_struct *p;
7815         int retval;
7816
7817         rcu_read_lock();
7818
7819         p = find_process_by_pid(pid);
7820         if (!p) {
7821                 rcu_read_unlock();
7822                 return -ESRCH;
7823         }
7824
7825         /* Prevent p going away */
7826         get_task_struct(p);
7827         rcu_read_unlock();
7828
7829         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
7830                 retval = -EINVAL;
7831                 goto out_put_task;
7832         }
7833
7834         if (!check_same_owner(p)) {
7835                 rcu_read_lock();
7836                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
7837                         rcu_read_unlock();
7838                         retval = -EPERM;
7839                         goto out_put_task;
7840                 }
7841                 rcu_read_unlock();
7842         }
7843
7844         retval = security_task_setscheduler(p);
7845         if (retval)
7846                 goto out_put_task;
7847
7848         retval = __sched_setaffinity(p, in_mask);
7849 out_put_task:
7850         put_task_struct(p);
7851         return retval;
7852 }
7853
7854 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
7855                              struct cpumask *new_mask)
7856 {
7857         if (len < cpumask_size())
7858                 cpumask_clear(new_mask);
7859         else if (len > cpumask_size())
7860                 len = cpumask_size();
7861
7862         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
7863 }
7864
7865 /**
7866  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
7867  * @pid: pid of the process
7868  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
7869  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
7870  *
7871  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7872  */
7873 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
7874                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
7875 {
7876         cpumask_var_t new_mask;
7877         int retval;
7878
7879         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
7880                 return -ENOMEM;
7881
7882         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
7883         if (retval == 0)
7884                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
7885         free_cpumask_var(new_mask);
7886         return retval;
7887 }
7888
7889 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
7890 {
7891         struct task_struct *p;
7892         unsigned long flags;
7893         int retval;
7894
7895         rcu_read_lock();
7896
7897         retval = -ESRCH;
7898         p = find_process_by_pid(pid);
7899         if (!p)
7900                 goto out_unlock;
7901
7902         retval = security_task_getscheduler(p);
7903         if (retval)
7904                 goto out_unlock;
7905
7906         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
7907         cpumask_and(mask, &p->cpus_mask, cpu_active_mask);
7908         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
7909
7910 out_unlock:
7911         rcu_read_unlock();
7912
7913         return retval;
7914 }
7915
7916 /**
7917  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
7918  * @pid: pid of the process
7919  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
7920  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
7921  *
7922  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
7923  * error code otherwise.
7924  */
7925 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
7926                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
7927 {
7928         int ret;
7929         cpumask_var_t mask;
7930
7931         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
7932                 return -EINVAL;
7933         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
7934                 return -EINVAL;
7935
7936         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
7937                 return -ENOMEM;
7938
7939         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
7940         if (ret == 0) {
7941                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
7942
7943                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
7944                         ret = -EFAULT;
7945                 else
7946                         ret = retlen;
7947         }
7948         free_cpumask_var(mask);
7949
7950         return ret;
7951 }
7952
7953 static void do_sched_yield(void)
7954 {
7955         struct rq_flags rf;
7956         struct rq *rq;
7957
7958         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
7959
7960         schedstat_inc(rq->yld_count);
7961         current->sched_class->yield_task(rq);
7962
7963         preempt_disable();
7964         rq_unlock_irq(rq, &rf);
7965         sched_preempt_enable_no_resched();
7966
7967         schedule();
7968 }
7969
7970 /**
7971  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
7972  *
7973  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
7974  * other threads running on this CPU then this function will return.
7975  *
7976  * Return: 0.
7977  */
7978 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
7979 {
7980         do_sched_yield();
7981         return 0;
7982 }
7983
7984 #if !defined(CONFIG_PREEMPTION) || defined(CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC)
7985 int __sched __cond_resched(void)
7986 {
7987         if (should_resched(0)) {
7988                 preempt_schedule_common();
7989                 return 1;
7990         }
7991 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RCU
7992         rcu_all_qs();
7993 #endif
7994         return 0;
7995 }
7996 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched);
7997 #endif
7998
7999 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
8000 DEFINE_STATIC_CALL_RET0(cond_resched, __cond_resched);
8001 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(cond_resched);
8002
8003 DEFINE_STATIC_CALL_RET0(might_resched, __cond_resched);
8004 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(might_resched);
8005 #endif
8006
8007 /*
8008  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
8009  * call schedule, and on return reacquire the lock.
8010  *
8011  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPTION. We do strange low-level
8012  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
8013  * spin_unlock(), once by hand).
8014  */
8015 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
8016 {
8017         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
8018         int ret = 0;
8019
8020         lockdep_assert_held(lock);
8021
8022         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
8023                 spin_unlock(lock);
8024                 if (resched)
8025                         preempt_schedule_common();
8026                 else
8027                         cpu_relax();
8028                 ret = 1;
8029                 spin_lock(lock);
8030         }
8031         return ret;
8032 }
8033 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
8034
8035 int __cond_resched_rwlock_read(rwlock_t *lock)
8036 {
8037         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
8038         int ret = 0;
8039
8040         lockdep_assert_held_read(lock);
8041
8042         if (rwlock_needbreak(lock) || resched) {
8043                 read_unlock(lock);
8044                 if (resched)
8045                         preempt_schedule_common();
8046                 else
8047                         cpu_relax();
8048                 ret = 1;
8049                 read_lock(lock);
8050         }
8051         return ret;
8052 }
8053 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_rwlock_read);
8054
8055 int __cond_resched_rwlock_write(rwlock_t *lock)
8056 {
8057         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
8058         int ret = 0;
8059
8060         lockdep_assert_held_write(lock);
8061
8062         if (rwlock_needbreak(lock) || resched) {
8063                 write_unlock(lock);
8064                 if (resched)
8065                         preempt_schedule_common();
8066                 else
8067                         cpu_relax();
8068                 ret = 1;
8069                 write_lock(lock);
8070         }
8071         return ret;
8072 }
8073 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_rwlock_write);
8074
8075 /**
8076  * yield - yield the current processor to other threads.
8077  *
8078  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
8079  *
8080  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
8081  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
8082  * it, it's already broken.
8083  *
8084  * Typical broken usage is:
8085  *
8086  * while (!event)
8087  *      yield();
8088  *
8089  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
8090  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
8091  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
8092  *
8093  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
8094  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
8095  * If you still want to use yield(), do not!
8096  */
8097 void __sched yield(void)
8098 {
8099         set_current_state(TASK_RUNNING);
8100         do_sched_yield();
8101 }
8102 EXPORT_SYMBOL(yield);
8103
8104 /**
8105  * yield_to - yield the current processor to another thread in
8106  * your thread group, or accelerate that thread toward the
8107  * processor it's on.
8108  * @p: target task
8109  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
8110  *
8111  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
8112  * can't go away on us before we can do any checks.
8113  *
8114  * Return:
8115  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
8116  *      false (0) if we failed to boost the target.
8117  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
8118  */
8119 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
8120 {
8121         struct task_struct *curr = current;
8122         struct rq *rq, *p_rq;
8123         unsigned long flags;
8124         int yielded = 0;
8125
8126         local_irq_save(flags);
8127         rq = this_rq();
8128
8129 again:
8130         p_rq = task_rq(p);
8131         /*
8132          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
8133          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
8134          */
8135         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
8136                 yielded = -ESRCH;
8137                 goto out_irq;
8138         }
8139
8140         double_rq_lock(rq, p_rq);
8141         if (task_rq(p) != p_rq) {
8142                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
8143                 goto again;
8144         }
8145
8146         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
8147                 goto out_unlock;
8148
8149         if (curr->sched_class != p->sched_class)
8150                 goto out_unlock;
8151
8152         if (task_running(p_rq, p) || !task_is_running(p))
8153                 goto out_unlock;
8154
8155         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p);
8156         if (yielded) {
8157                 schedstat_inc(rq->yld_count);
8158                 /*
8159                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
8160                  * fairness.
8161                  */
8162                 if (preempt && rq != p_rq)
8163                         resched_curr(p_rq);
8164         }
8165
8166 out_unlock:
8167         double_rq_unlock(rq, p_rq);
8168 out_irq:
8169         local_irq_restore(flags);
8170
8171         if (yielded > 0)
8172                 schedule();
8173
8174         return yielded;
8175 }
8176 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
8177
8178 int io_schedule_prepare(void)
8179 {
8180         int old_iowait = current->in_iowait;
8181
8182         current->in_iowait = 1;
8183         blk_schedule_flush_plug(current);
8184
8185         return old_iowait;
8186 }
8187
8188 void io_schedule_finish(int token)
8189 {
8190         current->in_iowait = token;
8191 }
8192
8193 /*
8194  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
8195  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
8196  */
8197 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
8198 {
8199         int token;
8200         long ret;
8201
8202         token = io_schedule_prepare();
8203         ret = schedule_timeout(timeout);
8204         io_schedule_finish(token);
8205
8206         return ret;
8207 }
8208 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
8209
8210 void __sched io_schedule(void)
8211 {
8212         int token;
8213
8214         token = io_schedule_prepare();
8215         schedule();
8216         io_schedule_finish(token);
8217 }
8218 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
8219
8220 /**
8221  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
8222  * @policy: scheduling class.
8223  *
8224  * Return: On success, this syscall returns the maximum
8225  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
8226  * On failure, a negative error code is returned.
8227  */
8228 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
8229 {
8230         int ret = -EINVAL;
8231
8232         switch (policy) {
8233         case SCHED_FIFO:
8234         case SCHED_RR:
8235                 ret = MAX_RT_PRIO-1;
8236                 break;
8237         case SCHED_DEADLINE:
8238         case SCHED_NORMAL:
8239         case SCHED_BATCH:
8240         case SCHED_IDLE:
8241                 ret = 0;
8242                 break;
8243         }
8244         return ret;
8245 }
8246
8247 /**
8248  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
8249  * @policy: scheduling class.
8250  *
8251  * Return: On success, this syscall returns the minimum
8252  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
8253  * On failure, a negative error code is returned.
8254  */
8255 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
8256 {
8257         int ret = -EINVAL;
8258
8259         switch (policy) {
8260         case SCHED_FIFO:
8261         case SCHED_RR:
8262                 ret = 1;
8263                 break;
8264         case SCHED_DEADLINE:
8265         case SCHED_NORMAL:
8266         case SCHED_BATCH:
8267         case SCHED_IDLE:
8268                 ret = 0;
8269         }
8270         return ret;
8271 }
8272
8273 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
8274 {
8275         struct task_struct *p;
8276         unsigned int time_slice;
8277         struct rq_flags rf;
8278         struct rq *rq;
8279         int retval;
8280
8281         if (pid < 0)
8282                 return -EINVAL;
8283
8284         retval = -ESRCH;
8285         rcu_read_lock();
8286         p = find_process_by_pid(pid);
8287         if (!p)
8288                 goto out_unlock;
8289
8290         retval = security_task_getscheduler(p);
8291         if (retval)
8292                 goto out_unlock;
8293
8294         rq = task_rq_lock(p, &rf);
8295         time_slice = 0;
8296         if (p->sched_class->get_rr_interval)
8297                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
8298         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
8299
8300         rcu_read_unlock();
8301         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
8302         return 0;
8303
8304 out_unlock:
8305         rcu_read_unlock();
8306         return retval;
8307 }
8308
8309 /**
8310  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
8311  * @pid: pid of the process.
8312  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
8313  *
8314  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
8315  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
8316  *
8317  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
8318  * an error code.
8319  */
8320 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
8321                 struct __kernel_timespec __user *, interval)
8322 {
8323         struct timespec64 t;
8324         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
8325
8326         if (retval == 0)
8327                 retval = put_timespec64(&t, interval);
8328
8329         return retval;
8330 }
8331
8332 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
8333 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval_time32, pid_t, pid,
8334                 struct old_timespec32 __user *, interval)
8335 {
8336         struct timespec64 t;
8337         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
8338
8339         if (retval == 0)
8340                 retval = put_old_timespec32(&t, interval);
8341         return retval;
8342 }
8343 #endif
8344
8345 void sched_show_task(struct task_struct *p)
8346 {
8347         unsigned long free = 0;
8348         int ppid;
8349
8350         if (!try_get_task_stack(p))
8351                 return;
8352
8353         pr_info("task:%-15.15s state:%c", p->comm, task_state_to_char(p));
8354
8355         if (task_is_running(p))
8356                 pr_cont("  running task    ");
8357 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
8358         free = stack_not_used(p);
8359 #endif
8360         ppid = 0;
8361         rcu_read_lock();
8362         if (pid_alive(p))
8363                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
8364         rcu_read_unlock();
8365         pr_cont(" stack:%5lu pid:%5d ppid:%6d flags:0x%08lx\n",
8366                 free, task_pid_nr(p), ppid,
8367                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
8368
8369         print_worker_info(KERN_INFO, p);
8370         print_stop_info(KERN_INFO, p);
8371         show_stack(p, NULL, KERN_INFO);
8372         put_task_stack(p);
8373 }
8374 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
8375
8376 static inline bool
8377 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
8378 {
8379         unsigned int state = READ_ONCE(p->__state);
8380
8381         /* no filter, everything matches */
8382         if (!state_filter)
8383                 return true;
8384
8385         /* filter, but doesn't match */
8386         if (!(state & state_filter))
8387                 return false;
8388
8389         /*
8390          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
8391          * TASK_KILLABLE).
8392          */
8393         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && state == TASK_IDLE)
8394                 return false;
8395
8396         return true;
8397 }
8398
8399
8400 void show_state_filter(unsigned int state_filter)
8401 {
8402         struct task_struct *g, *p;
8403
8404         rcu_read_lock();
8405         for_each_process_thread(g, p) {
8406                 /*
8407                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
8408                  * console might take a lot of time:
8409                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
8410                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
8411                  * an IPI.
8412                  */
8413                 touch_nmi_watchdog();
8414                 touch_all_softlockup_watchdogs();
8415                 if (state_filter_match(state_filter, p))
8416                         sched_show_task(p);
8417         }
8418
8419 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
8420         if (!state_filter)
8421                 sysrq_sched_debug_show();
8422 #endif
8423         rcu_read_unlock();
8424         /*
8425          * Only show locks if all tasks are dumped:
8426          */
8427         if (!state_filter)
8428                 debug_show_all_locks();
8429 }
8430
8431 /**
8432  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
8433  * @idle: task in question
8434  * @cpu: CPU the idle task belongs to
8435  *
8436  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
8437  * flag, to make booting more robust.
8438  */
8439 void __init init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
8440 {
8441         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8442         unsigned long flags;
8443
8444         __sched_fork(0, idle);
8445
8446         /*
8447          * The idle task doesn't need the kthread struct to function, but it
8448          * is dressed up as a per-CPU kthread and thus needs to play the part
8449          * if we want to avoid special-casing it in code that deals with per-CPU
8450          * kthreads.
8451          */
8452         set_kthread_struct(idle);
8453
8454         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
8455         raw_spin_rq_lock(rq);
8456
8457         idle->__state = TASK_RUNNING;
8458         idle->se.exec_start = sched_clock();
8459         /*
8460          * PF_KTHREAD should already be set at this point; regardless, make it
8461          * look like a proper per-CPU kthread.
8462          */
8463         idle->flags |= PF_IDLE | PF_KTHREAD | PF_NO_SETAFFINITY;
8464         kthread_set_per_cpu(idle, cpu);
8465
8466         scs_task_reset(idle);
8467         kasan_unpoison_task_stack(idle);
8468
8469 #ifdef CONFIG_SMP
8470         /*
8471          * It's possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
8472          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
8473          *
8474          * And since this is boot we can forgo the serialization.
8475          */
8476         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu), 0);
8477 #endif
8478         /*
8479          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
8480          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
8481          * lockdep check in task_group() will fail.
8482          *
8483          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
8484          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
8485          *
8486          * Silence PROVE_RCU
8487          */
8488         rcu_read_lock();
8489         __set_task_cpu(idle, cpu);
8490         rcu_read_unlock();
8491
8492         rq->idle = idle;
8493         rcu_assign_pointer(rq->curr, idle);
8494         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
8495 #ifdef CONFIG_SMP
8496         idle->on_cpu = 1;
8497 #endif
8498         raw_spin_rq_unlock(rq);
8499         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
8500
8501         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
8502         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
8503
8504         /*
8505          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
8506          */
8507         idle->sched_class = &idle_sched_class;
8508         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
8509         vtime_init_idle(idle, cpu);
8510 #ifdef CONFIG_SMP
8511         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
8512 #endif
8513 }
8514
8515 #ifdef CONFIG_SMP
8516
8517 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
8518                               const struct cpumask *trial)
8519 {
8520         int ret = 1;
8521
8522         if (!cpumask_weight(cur))
8523                 return ret;
8524
8525         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
8526
8527         return ret;
8528 }
8529
8530 int task_can_attach(struct task_struct *p,
8531                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
8532 {
8533         int ret = 0;
8534
8535         /*
8536          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
8537          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
8538          * affinity and isolating such threads by their set of
8539          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
8540          * applicable for such threads.  This prevents checking for
8541          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
8542          * before cpus_mask may be changed.
8543          */
8544         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
8545                 ret = -EINVAL;
8546                 goto out;
8547         }
8548
8549         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
8550                                               cs_cpus_allowed))
8551                 ret = dl_task_can_attach(p, cs_cpus_allowed);
8552
8553 out:
8554         return ret;
8555 }
8556
8557 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
8558
8559 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8560 /* Migrate current task p to target_cpu */
8561 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
8562 {
8563         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
8564         int curr_cpu = task_cpu(p);
8565
8566         if (curr_cpu == target_cpu)
8567                 return 0;
8568
8569         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, p->cpus_ptr))
8570                 return -EINVAL;
8571
8572         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
8573
8574         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
8575         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
8576 }
8577
8578 /*
8579  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
8580  * tasks on the runqueues
8581  */
8582 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
8583 {
8584         bool queued, running;
8585         struct rq_flags rf;
8586         struct rq *rq;
8587
8588         rq = task_rq_lock(p, &rf);
8589         queued = task_on_rq_queued(p);
8590         running = task_current(rq, p);
8591
8592         if (queued)
8593                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
8594         if (running)
8595                 put_prev_task(rq, p);
8596
8597         p->numa_preferred_nid = nid;
8598
8599         if (queued)
8600                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
8601         if (running)
8602                 set_next_task(rq, p);
8603         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
8604 }
8605 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
8606
8607 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
8608 /*
8609  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
8610  * offline.
8611  */
8612 void idle_task_exit(void)
8613 {
8614         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
8615
8616         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
8617         BUG_ON(current != this_rq()->idle);
8618
8619         if (mm != &init_mm) {
8620                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
8621                 finish_arch_post_lock_switch();
8622         }
8623
8624         /* finish_cpu(), as ran on the BP, will clean up the active_mm state */
8625 }
8626
8627 static int __balance_push_cpu_stop(void *arg)
8628 {
8629         struct task_struct *p = arg;
8630         struct rq *rq = this_rq();
8631         struct rq_flags rf;
8632         int cpu;
8633
8634         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
8635         rq_lock(rq, &rf);
8636
8637         update_rq_clock(rq);
8638
8639         if (task_rq(p) == rq && task_on_rq_queued(p)) {
8640                 cpu = select_fallback_rq(rq->cpu, p);
8641                 rq = __migrate_task(rq, &rf, p, cpu);
8642         }
8643
8644         rq_unlock(rq, &rf);
8645         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
8646
8647         put_task_struct(p);
8648
8649         return 0;
8650 }
8651
8652 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_stop_work, push_work);
8653
8654 /*
8655  * Ensure we only run per-cpu kthreads once the CPU goes !active.
8656  *
8657  * This is enabled below SCHED_AP_ACTIVE; when !cpu_active(), but only
8658  * effective when the hotplug motion is down.
8659  */
8660 static void balance_push(struct rq *rq)
8661 {
8662         struct task_struct *push_task = rq->curr;
8663
8664         lockdep_assert_rq_held(rq);
8665         SCHED_WARN_ON(rq->cpu != smp_processor_id());
8666
8667         /*
8668          * Ensure the thing is persistent until balance_push_set(.on = false);
8669          */
8670         rq->balance_callback = &balance_push_callback;
8671
8672         /*
8673          * Only active while going offline.
8674          */
8675         if (!cpu_dying(rq->cpu))
8676                 return;
8677
8678         /*
8679          * Both the cpu-hotplug and stop task are in this case and are
8680          * required to complete the hotplug process.
8681          */
8682         if (kthread_is_per_cpu(push_task) ||
8683             is_migration_disabled(push_task)) {
8684
8685                 /*
8686                  * If this is the idle task on the outgoing CPU try to wake
8687                  * up the hotplug control thread which might wait for the
8688                  * last task to vanish. The rcuwait_active() check is
8689                  * accurate here because the waiter is pinned on this CPU
8690                  * and can't obviously be running in parallel.
8691                  *
8692                  * On RT kernels this also has to check whether there are
8693                  * pinned and scheduled out tasks on the runqueue. They
8694                  * need to leave the migrate disabled section first.
8695                  */
8696                 if (!rq->nr_running && !rq_has_pinned_tasks(rq) &&
8697                     rcuwait_active(&rq->hotplug_wait)) {
8698                         raw_spin_rq_unlock(rq);
8699                         rcuwait_wake_up(&rq->hotplug_wait);
8700                         raw_spin_rq_lock(rq);
8701                 }
8702                 return;
8703         }
8704
8705         get_task_struct(push_task);
8706         /*
8707          * Temporarily drop rq->lock such that we can wake-up the stop task.
8708          * Both preemption and IRQs are still disabled.
8709          */
8710         raw_spin_rq_unlock(rq);
8711         stop_one_cpu_nowait(rq->cpu, __balance_push_cpu_stop, push_task,
8712                             this_cpu_ptr(&push_work));
8713         /*
8714          * At this point need_resched() is true and we'll take the loop in
8715          * schedule(). The next pick is obviously going to be the stop task
8716          * which kthread_is_per_cpu() and will push this task away.
8717          */
8718         raw_spin_rq_lock(rq);
8719 }
8720
8721 static void balance_push_set(int cpu, bool on)
8722 {
8723         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8724         struct rq_flags rf;
8725
8726         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
8727         if (on) {
8728                 WARN_ON_ONCE(rq->balance_callback);
8729                 rq->balance_callback = &balance_push_callback;
8730         } else if (rq->balance_callback == &balance_push_callback) {
8731                 rq->balance_callback = NULL;
8732         }
8733         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
8734 }
8735
8736 /*
8737  * Invoked from a CPUs hotplug control thread after the CPU has been marked
8738  * inactive. All tasks which are not per CPU kernel threads are either
8739  * pushed off this CPU now via balance_push() or placed on a different CPU
8740  * during wakeup. Wait until the CPU is quiescent.
8741  */
8742 static void balance_hotplug_wait(void)
8743 {
8744         struct rq *rq = this_rq();
8745
8746         rcuwait_wait_event(&rq->hotplug_wait,
8747                            rq->nr_running == 1 && !rq_has_pinned_tasks(rq),
8748                            TASK_UNINTERRUPTIBLE);
8749 }
8750
8751 #else
8752
8753 static inline void balance_push(struct rq *rq)
8754 {
8755 }
8756
8757 static inline void balance_push_set(int cpu, bool on)
8758 {
8759 }
8760
8761 static inline void balance_hotplug_wait(void)
8762 {
8763 }
8764
8765 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
8766
8767 void set_rq_online(struct rq *rq)
8768 {
8769         if (!rq->online) {
8770                 const struct sched_class *class;
8771
8772                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
8773                 rq->online = 1;
8774
8775                 for_each_class(class) {
8776                         if (class->rq_online)
8777                                 class->rq_online(rq);
8778                 }
8779         }
8780 }
8781
8782 void set_rq_offline(struct rq *rq)
8783 {
8784         if (rq->online) {
8785                 const struct sched_class *class;
8786
8787                 for_each_class(class) {
8788                         if (class->rq_offline)
8789                                 class->rq_offline(rq);
8790                 }
8791
8792                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
8793                 rq->online = 0;
8794         }
8795 }
8796
8797 /*
8798  * used to mark begin/end of suspend/resume:
8799  */
8800 static int num_cpus_frozen;
8801
8802 /*
8803  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
8804  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
8805  * around partition_sched_domains().
8806  *
8807  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
8808  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
8809  */
8810 static void cpuset_cpu_active(void)
8811 {
8812         if (cpuhp_tasks_frozen) {
8813                 /*
8814                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
8815                  * resume sequence. As long as this is not the last online
8816                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
8817                  * domain, ignoring cpusets.
8818                  */
8819                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
8820                 if (--num_cpus_frozen)
8821                         return;
8822                 /*
8823                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
8824                  * restore the original sched domains by considering the
8825                  * cpuset configurations.
8826                  */
8827                 cpuset_force_rebuild();
8828         }
8829         cpuset_update_active_cpus();
8830 }
8831
8832 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
8833 {
8834         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
8835                 if (dl_cpu_busy(cpu))
8836                         return -EBUSY;
8837                 cpuset_update_active_cpus();
8838         } else {
8839                 num_cpus_frozen++;
8840                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
8841         }
8842         return 0;
8843 }
8844
8845 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
8846 {
8847         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8848         struct rq_flags rf;
8849
8850         /*
8851          * Clear the balance_push callback and prepare to schedule
8852          * regular tasks.
8853          */
8854         balance_push_set(cpu, false);
8855
8856 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
8857         /*
8858          * When going up, increment the number of cores with SMT present.
8859          */
8860         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
8861                 static_branch_inc_cpuslocked(&sched_smt_present);
8862 #endif
8863         set_cpu_active(cpu, true);
8864
8865         if (sched_smp_initialized) {
8866                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
8867                 cpuset_cpu_active();
8868         }
8869
8870         /*
8871          * Put the rq online, if not already. This happens:
8872          *
8873          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
8874          *    after all CPUs have been brought up.
8875          *
8876          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
8877          *    domains.
8878          */
8879         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
8880         if (rq->rd) {
8881                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
8882                 set_rq_online(rq);
8883         }
8884         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
8885
8886         return 0;
8887 }
8888
8889 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
8890 {
8891         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8892         struct rq_flags rf;
8893         int ret;
8894
8895         /*
8896          * Remove CPU from nohz.idle_cpus_mask to prevent participating in
8897          * load balancing when not active
8898          */
8899         nohz_balance_exit_idle(rq);
8900
8901         set_cpu_active(cpu, false);
8902
8903         /*
8904          * From this point forward, this CPU will refuse to run any task that
8905          * is not: migrate_disable() or KTHREAD_IS_PER_CPU, and will actively
8906          * push those tasks away until this gets cleared, see
8907          * sched_cpu_dying().
8908          */
8909         balance_push_set(cpu, true);
8910
8911         /*
8912          * We've cleared cpu_active_mask / set balance_push, wait for all
8913          * preempt-disabled and RCU users of this state to go away such that
8914          * all new such users will observe it.
8915          *
8916          * Specifically, we rely on ttwu to no longer target this CPU, see
8917          * ttwu_queue_cond() and is_cpu_allowed().
8918          *
8919          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
8920          */
8921         synchronize_rcu();
8922
8923         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
8924         if (rq->rd) {
8925                 update_rq_clock(rq);
8926                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
8927                 set_rq_offline(rq);
8928         }
8929         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
8930
8931 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
8932         /*
8933          * When going down, decrement the number of cores with SMT present.
8934          */
8935         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
8936                 static_branch_dec_cpuslocked(&sched_smt_present);
8937 #endif
8938
8939         if (!sched_smp_initialized)
8940                 return 0;
8941
8942         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
8943         if (ret) {
8944                 balance_push_set(cpu, false);
8945                 set_cpu_active(cpu, true);
8946                 return ret;
8947         }
8948         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
8949         return 0;
8950 }
8951
8952 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
8953 {
8954         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8955
8956         rq->calc_load_update = calc_load_update;
8957         update_max_interval();
8958 }
8959
8960 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
8961 {
8962         sched_core_cpu_starting(cpu);
8963         sched_rq_cpu_starting(cpu);
8964         sched_tick_start(cpu);
8965         return 0;
8966 }
8967
8968 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
8969
8970 /*
8971  * Invoked immediately before the stopper thread is invoked to bring the
8972  * CPU down completely. At this point all per CPU kthreads except the
8973  * hotplug thread (current) and the stopper thread (inactive) have been
8974  * either parked or have been unbound from the outgoing CPU. Ensure that
8975  * any of those which might be on the way out are gone.
8976  *
8977  * If after this point a bound task is being woken on this CPU then the
8978  * responsible hotplug callback has failed to do it's job.
8979  * sched_cpu_dying() will catch it with the appropriate fireworks.
8980  */
8981 int sched_cpu_wait_empty(unsigned int cpu)
8982 {
8983         balance_hotplug_wait();
8984         return 0;
8985 }
8986
8987 /*
8988  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta we
8989  * might have. Called from the CPU stopper task after ensuring that the
8990  * stopper is the last running task on the CPU, so nr_active count is
8991  * stable. We need to take the teardown thread which is calling this into
8992  * account, so we hand in adjust = 1 to the load calculation.
8993  *
8994  * Also see the comment "Global load-average calculations".
8995  */
8996 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
8997 {
8998         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
8999
9000         if (delta)
9001                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
9002 }
9003
9004 static void dump_rq_tasks(struct rq *rq, const char *loglvl)
9005 {
9006         struct task_struct *g, *p;
9007         int cpu = cpu_of(rq);
9008
9009         lockdep_assert_rq_held(rq);
9010
9011         printk("%sCPU%d enqueued tasks (%u total):\n", loglvl, cpu, rq->nr_running);
9012         for_each_process_thread(g, p) {
9013                 if (task_cpu(p) != cpu)
9014                         continue;
9015
9016                 if (!task_on_rq_queued(p))
9017                         continue;
9018
9019                 printk("%s\tpid: %d, name: %s\n", loglvl, p->pid, p->comm);
9020         }
9021 }
9022
9023 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
9024 {
9025         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9026         struct rq_flags rf;
9027
9028         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
9029         sched_tick_stop(cpu);
9030
9031         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9032         if (rq->nr_running != 1 || rq_has_pinned_tasks(rq)) {
9033                 WARN(true, "Dying CPU not properly vacated!");
9034                 dump_rq_tasks(rq, KERN_WARNING);
9035         }
9036         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9037
9038         calc_load_migrate(rq);
9039         update_max_interval();
9040         hrtick_clear(rq);
9041         return 0;
9042 }
9043 #endif
9044
9045 void __init sched_init_smp(void)
9046 {
9047         sched_init_numa();
9048
9049         /*
9050          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
9051          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
9052          * happen.
9053          */
9054         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
9055         sched_init_domains(cpu_active_mask);
9056         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
9057
9058         /* Move init over to a non-isolated CPU */
9059         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN)) < 0)
9060                 BUG();
9061         current->flags &= ~PF_NO_SETAFFINITY;
9062         sched_init_granularity();
9063
9064         init_sched_rt_class();
9065         init_sched_dl_class();
9066
9067         sched_smp_initialized = true;
9068 }
9069
9070 static int __init migration_init(void)
9071 {
9072         sched_cpu_starting(smp_processor_id());
9073         return 0;
9074 }
9075 early_initcall(migration_init);
9076
9077 #else
9078 void __init sched_init_smp(void)
9079 {
9080         sched_init_granularity();
9081 }
9082 #endif /* CONFIG_SMP */
9083
9084 int in_sched_functions(unsigned long addr)
9085 {
9086         return in_lock_functions(addr) ||
9087                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
9088                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
9089 }
9090
9091 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9092 /*
9093  * Default task group.
9094  * Every task in system belongs to this group at bootup.
9095  */
9096 struct task_group root_task_group;
9097 LIST_HEAD(task_groups);
9098
9099 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
9100 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
9101 #endif
9102
9103 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
9104 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
9105
9106 void __init sched_init(void)
9107 {
9108         unsigned long ptr = 0;
9109         int i;
9110
9111         /* Make sure the linker didn't screw up */
9112         BUG_ON(&idle_sched_class + 1 != &fair_sched_class ||
9113                &fair_sched_class + 1 != &rt_sched_class ||
9114                &rt_sched_class + 1   != &dl_sched_class);
9115 #ifdef CONFIG_SMP
9116         BUG_ON(&dl_sched_class + 1 != &stop_sched_class);
9117 #endif
9118
9119         wait_bit_init();
9120
9121 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9122         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9123 #endif
9124 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9125         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9126 #endif
9127         if (ptr) {
9128                 ptr = (unsigned long)kzalloc(ptr, GFP_NOWAIT);
9129
9130 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9131                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
9132                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9133
9134                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
9135                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9136
9137                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
9138                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
9139 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9140 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9141                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
9142                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9143
9144                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
9145                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9146
9147 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9148         }
9149 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
9150         for_each_possible_cpu(i) {
9151                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
9152                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9153                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
9154                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9155         }
9156 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
9157
9158         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
9159         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
9160
9161 #ifdef CONFIG_SMP
9162         init_defrootdomain();
9163 #endif
9164
9165 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9166         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
9167                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
9168 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9169
9170 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9171         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
9172
9173         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
9174         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
9175         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
9176         autogroup_init(&init_task);
9177 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
9178
9179         for_each_possible_cpu(i) {
9180                 struct rq *rq;
9181
9182                 rq = cpu_rq(i);
9183                 raw_spin_lock_init(&rq->__lock);
9184                 rq->nr_running = 0;
9185                 rq->calc_load_active = 0;
9186                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
9187                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
9188                 init_rt_rq(&rq->rt);
9189                 init_dl_rq(&rq->dl);
9190 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9191                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
9192                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
9193                 /*
9194                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
9195                  *
9196                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
9197                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
9198                  * system CPU resource is divided among the tasks of
9199                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
9200                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
9201                  * (se->load.weight).
9202                  *
9203                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
9204                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
9205                  * then A0's share of the CPU resource is:
9206                  *
9207                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
9208                  *
9209                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
9210                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
9211                  */
9212                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
9213 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9214
9215                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
9216 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9217                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
9218 #endif
9219 #ifdef CONFIG_SMP
9220                 rq->sd = NULL;
9221                 rq->rd = NULL;
9222                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
9223                 rq->balance_callback = &balance_push_callback;
9224                 rq->active_balance = 0;
9225                 rq->next_balance = jiffies;
9226                 rq->push_cpu = 0;
9227                 rq->cpu = i;
9228                 rq->online = 0;
9229                 rq->idle_stamp = 0;
9230                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
9231                 rq->wake_stamp = jiffies;
9232                 rq->wake_avg_idle = rq->avg_idle;
9233                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
9234
9235                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
9236
9237                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
9238 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9239                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
9240                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
9241
9242                 INIT_CSD(&rq->nohz_csd, nohz_csd_func, rq);
9243 #endif
9244 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
9245                 rcuwait_init(&rq->hotplug_wait);
9246 #endif
9247 #endif /* CONFIG_SMP */
9248                 hrtick_rq_init(rq);
9249                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
9250
9251 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
9252                 rq->core = NULL;
9253                 rq->core_pick = NULL;
9254                 rq->core_enabled = 0;
9255                 rq->core_tree = RB_ROOT;
9256                 rq->core_forceidle = false;
9257
9258                 rq->core_cookie = 0UL;
9259 #endif
9260         }
9261
9262         set_load_weight(&init_task, false);
9263
9264         /*
9265          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
9266          */
9267         mmgrab(&init_mm);
9268         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
9269
9270         /*
9271          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
9272          * called from this thread, however somewhere below it might be,
9273          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
9274          * when this runqueue becomes "idle".
9275          */
9276         init_idle(current, smp_processor_id());
9277
9278         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
9279
9280 #ifdef CONFIG_SMP
9281         idle_thread_set_boot_cpu();
9282         balance_push_set(smp_processor_id(), false);
9283 #endif
9284         init_sched_fair_class();
9285
9286         psi_init();
9287
9288         init_uclamp();
9289
9290         scheduler_running = 1;
9291 }
9292
9293 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
9294 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
9295 {
9296         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
9297
9298         return (nested == preempt_offset);
9299 }
9300
9301 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
9302 {
9303         unsigned int state = get_current_state();
9304         /*
9305          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
9306          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
9307          * otherwise we will destroy state.
9308          */
9309         WARN_ONCE(state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
9310                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
9311                         "state=%x set at [<%p>] %pS\n", state,
9312                         (void *)current->task_state_change,
9313                         (void *)current->task_state_change);
9314
9315         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
9316 }
9317 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
9318
9319 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
9320 {
9321         /* Ratelimiting timestamp: */
9322         static unsigned long prev_jiffy;
9323
9324         unsigned long preempt_disable_ip;
9325
9326         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
9327         rcu_sleep_check();
9328
9329         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
9330              !is_idle_task(current) && !current->non_block_count) ||
9331             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
9332             oops_in_progress)
9333                 return;
9334
9335         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
9336                 return;
9337         prev_jiffy = jiffies;
9338
9339         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
9340         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
9341
9342         printk(KERN_ERR
9343                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
9344                         file, line);
9345         printk(KERN_ERR
9346                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, non_block: %d, pid: %d, name: %s\n",
9347                         in_atomic(), irqs_disabled(), current->non_block_count,
9348                         current->pid, current->comm);
9349
9350         if (task_stack_end_corrupted(current))
9351                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
9352
9353         debug_show_held_locks(current);
9354         if (irqs_disabled())
9355                 print_irqtrace_events(current);
9356         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
9357             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
9358                 pr_err("Preemption disabled at:");
9359                 print_ip_sym(KERN_ERR, preempt_disable_ip);
9360         }
9361         dump_stack();
9362         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
9363 }
9364 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
9365
9366 void __cant_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
9367 {
9368         static unsigned long prev_jiffy;
9369
9370         if (irqs_disabled())
9371                 return;
9372
9373         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
9374                 return;
9375
9376         if (preempt_count() > preempt_offset)
9377                 return;
9378
9379         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
9380                 return;
9381         prev_jiffy = jiffies;
9382
9383         printk(KERN_ERR "BUG: assuming atomic context at %s:%d\n", file, line);
9384         printk(KERN_ERR "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
9385                         in_atomic(), irqs_disabled(),
9386                         current->pid, current->comm);
9387
9388         debug_show_held_locks(current);
9389         dump_stack();
9390         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
9391 }
9392 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_sleep);
9393
9394 #ifdef CONFIG_SMP
9395 void __cant_migrate(const char *file, int line)
9396 {
9397         static unsigned long prev_jiffy;
9398
9399         if (irqs_disabled())
9400                 return;
9401
9402         if (is_migration_disabled(current))
9403                 return;
9404
9405         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
9406                 return;
9407
9408         if (preempt_count() > 0)
9409                 return;
9410
9411         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
9412                 return;
9413         prev_jiffy = jiffies;
9414
9415         pr_err("BUG: assuming non migratable context at %s:%d\n", file, line);
9416         pr_err("in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, migration_disabled() %u pid: %d, name: %s\n",
9417                in_atomic(), irqs_disabled(), is_migration_disabled(current),
9418                current->pid, current->comm);
9419
9420         debug_show_held_locks(current);
9421         dump_stack();
9422         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
9423 }
9424 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_migrate);
9425 #endif
9426 #endif
9427
9428 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
9429 void normalize_rt_tasks(void)
9430 {
9431         struct task_struct *g, *p;
9432         struct sched_attr attr = {
9433                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
9434         };
9435
9436         read_lock(&tasklist_lock);
9437         for_each_process_thread(g, p) {
9438                 /*
9439                  * Only normalize user tasks:
9440                  */
9441                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
9442                         continue;
9443
9444                 p->se.exec_start = 0;
9445                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
9446                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
9447                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
9448
9449                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
9450                         /*
9451                          * Renice negative nice level userspace
9452                          * tasks back to 0:
9453                          */
9454                         if (task_nice(p) < 0)
9455                                 set_user_nice(p, 0);
9456                         continue;
9457                 }
9458
9459                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
9460         }
9461         read_unlock(&tasklist_lock);
9462 }
9463
9464 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
9465
9466 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
9467 /*
9468  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
9469  *
9470  * They can only be called when the whole system has been
9471  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
9472  * activity can take place. Using them for anything else would
9473  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
9474  * under any other configuration.
9475  */
9476
9477 /**
9478  * curr_task - return the current task for a given CPU.
9479  * @cpu: the processor in question.
9480  *
9481  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
9482  *
9483  * Return: The current task for @cpu.
9484  */
9485 struct task_struct *curr_task(int cpu)
9486 {
9487         return cpu_curr(cpu);
9488 }
9489
9490 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
9491
9492 #ifdef CONFIG_IA64
9493 /**
9494  * ia64_set_curr_task - set the current task for a given CPU.
9495  * @cpu: the processor in question.
9496  * @p: the task pointer to set.
9497  *
9498  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
9499  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
9500  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
9501  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
9502  * and caller must save the original value of the current task (see
9503  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
9504  * re-starting the system.
9505  *
9506  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
9507  */
9508 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
9509 {
9510         cpu_curr(cpu) = p;
9511 }
9512
9513 #endif
9514
9515 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9516 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
9517 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
9518
9519 static inline void alloc_uclamp_sched_group(struct task_group *tg,
9520                                             struct task_group *parent)
9521 {
9522 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
9523         enum uclamp_id clamp_id;
9524
9525         for_each_clamp_id(clamp_id) {
9526                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id],
9527                               uclamp_none(clamp_id), false);
9528                 tg->uclamp[clamp_id] = parent->uclamp[clamp_id];
9529         }
9530 #endif
9531 }
9532
9533 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
9534 {
9535         free_fair_sched_group(tg);
9536         free_rt_sched_group(tg);
9537         autogroup_free(tg);
9538         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
9539 }
9540
9541 /* allocate runqueue etc for a new task group */
9542 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
9543 {
9544         struct task_group *tg;
9545
9546         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
9547         if (!tg)
9548                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
9549
9550         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
9551                 goto err;
9552
9553         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
9554                 goto err;
9555
9556         alloc_uclamp_sched_group(tg, parent);
9557
9558         return tg;
9559
9560 err:
9561         sched_free_group(tg);
9562         return ERR_PTR(-ENOMEM);
9563 }
9564
9565 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9566 {
9567         unsigned long flags;
9568
9569         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
9570         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
9571
9572         /* Root should already exist: */
9573         WARN_ON(!parent);
9574
9575         tg->parent = parent;
9576         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
9577         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
9578         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
9579
9580         online_fair_sched_group(tg);
9581 }
9582
9583 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
9584 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
9585 {
9586         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
9587         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
9588 }
9589
9590 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
9591 {
9592         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
9593         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
9594 }
9595
9596 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
9597 {
9598         unsigned long flags;
9599
9600         /* End participation in shares distribution: */
9601         unregister_fair_sched_group(tg);
9602
9603         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
9604         list_del_rcu(&tg->list);
9605         list_del_rcu(&tg->siblings);
9606         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
9607 }
9608
9609 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
9610 {
9611         struct task_group *tg;
9612
9613         /*
9614          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
9615          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
9616          * to prevent lockdep warnings.
9617          */
9618         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
9619                           struct task_group, css);
9620         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
9621         tsk->sched_task_group = tg;
9622
9623 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9624         if (tsk->sched_class->task_change_group)
9625                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
9626         else
9627 #endif
9628                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
9629 }
9630
9631 /*
9632  * Change task's runqueue when it moves between groups.
9633  *
9634  * The caller of this function should have put the task in its new group by
9635  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
9636  * its new group.
9637  */
9638 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
9639 {
9640         int queued, running, queue_flags =
9641                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
9642         struct rq_flags rf;
9643         struct rq *rq;
9644
9645         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
9646         update_rq_clock(rq);
9647
9648         running = task_current(rq, tsk);
9649         queued = task_on_rq_queued(tsk);
9650
9651         if (queued)
9652                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
9653         if (running)
9654                 put_prev_task(rq, tsk);
9655
9656         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
9657
9658         if (queued)
9659                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
9660         if (running) {
9661                 set_next_task(rq, tsk);
9662                 /*
9663                  * After changing group, the running task may have joined a
9664                  * throttled one but it's still the running task. Trigger a
9665                  * resched to make sure that task can still run.
9666                  */
9667                 resched_curr(rq);
9668         }
9669
9670         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
9671 }
9672
9673 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
9674 {
9675         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
9676 }
9677
9678 static struct cgroup_subsys_state *
9679 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
9680 {
9681         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
9682         struct task_group *tg;
9683
9684         if (!parent) {
9685                 /* This is early initialization for the top cgroup */
9686                 return &root_task_group.css;
9687         }
9688
9689         tg = sched_create_group(parent);
9690         if (IS_ERR(tg))
9691                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
9692
9693         return &tg->css;
9694 }
9695
9696 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
9697 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
9698 {
9699         struct task_group *tg = css_tg(css);
9700         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
9701
9702         if (parent)
9703                 sched_online_group(tg, parent);
9704
9705 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
9706         /* Propagate the effective uclamp value for the new group */
9707         mutex_lock(&uclamp_mutex);
9708         rcu_read_lock();
9709         cpu_util_update_eff(css);
9710         rcu_read_unlock();
9711         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
9712 #endif
9713
9714         return 0;
9715 }
9716
9717 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
9718 {
9719         struct task_group *tg = css_tg(css);
9720
9721         sched_offline_group(tg);
9722 }
9723
9724 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
9725 {
9726         struct task_group *tg = css_tg(css);
9727
9728         /*
9729          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
9730          */
9731         sched_free_group(tg);
9732 }
9733
9734 /*
9735  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
9736  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
9737  */
9738 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
9739 {
9740         struct rq_flags rf;
9741         struct rq *rq;
9742
9743         rq = task_rq_lock(task, &rf);
9744
9745         update_rq_clock(rq);
9746         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
9747
9748         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
9749 }
9750
9751 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
9752 {
9753         struct task_struct *task;
9754         struct cgroup_subsys_state *css;
9755         int ret = 0;
9756
9757         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
9758 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9759                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
9760                         return -EINVAL;
9761 #endif
9762                 /*
9763                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if it's
9764                  * running, we're sure to observe its full state.
9765                  */
9766                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
9767                 /*
9768                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
9769                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
9770                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
9771                  */
9772                 if (READ_ONCE(task->__state) == TASK_NEW)
9773                         ret = -EINVAL;
9774                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
9775
9776                 if (ret)
9777                         break;
9778         }
9779         return ret;
9780 }
9781
9782 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
9783 {
9784         struct task_struct *task;
9785         struct cgroup_subsys_state *css;
9786
9787         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
9788                 sched_move_task(task);
9789 }
9790
9791 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
9792 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css)
9793 {
9794         struct cgroup_subsys_state *top_css = css;
9795         struct uclamp_se *uc_parent = NULL;
9796         struct uclamp_se *uc_se = NULL;
9797         unsigned int eff[UCLAMP_CNT];
9798         enum uclamp_id clamp_id;
9799         unsigned int clamps;
9800
9801         lockdep_assert_held(&uclamp_mutex);
9802         SCHED_WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
9803
9804         css_for_each_descendant_pre(css, top_css) {
9805                 uc_parent = css_tg(css)->parent
9806                         ? css_tg(css)->parent->uclamp : NULL;
9807
9808                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
9809                         /* Assume effective clamps matches requested clamps */
9810                         eff[clamp_id] = css_tg(css)->uclamp_req[clamp_id].value;
9811                         /* Cap effective clamps with parent's effective clamps */
9812                         if (uc_parent &&
9813                             eff[clamp_id] > uc_parent[clamp_id].value) {
9814                                 eff[clamp_id] = uc_parent[clamp_id].value;
9815                         }
9816                 }
9817                 /* Ensure protection is always capped by limit */
9818                 eff[UCLAMP_MIN] = min(eff[UCLAMP_MIN], eff[UCLAMP_MAX]);
9819
9820                 /* Propagate most restrictive effective clamps */
9821                 clamps = 0x0;
9822                 uc_se = css_tg(css)->uclamp;
9823                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
9824                         if (eff[clamp_id] == uc_se[clamp_id].value)
9825                                 continue;
9826                         uc_se[clamp_id].value = eff[clamp_id];
9827                         uc_se[clamp_id].bucket_id = uclamp_bucket_id(eff[clamp_id]);
9828                         clamps |= (0x1 << clamp_id);
9829                 }
9830                 if (!clamps) {
9831                         css = css_rightmost_descendant(css);
9832                         continue;
9833                 }
9834
9835                 /* Immediately update descendants RUNNABLE tasks */
9836                 uclamp_update_active_tasks(css);
9837         }
9838 }
9839
9840 /*
9841  * Integer 10^N with a given N exponent by casting to integer the literal "1eN"
9842  * C expression. Since there is no way to convert a macro argument (N) into a
9843  * character constant, use two levels of macros.
9844  */
9845 #define _POW10(exp) ((unsigned int)1e##exp)
9846 #define POW10(exp) _POW10(exp)
9847
9848 struct uclamp_request {
9849 #define UCLAMP_PERCENT_SHIFT    2
9850 #define UCLAMP_PERCENT_SCALE    (100 * POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT))
9851         s64 percent;
9852         u64 util;
9853         int ret;
9854 };
9855
9856 static inline struct uclamp_request
9857 capacity_from_percent(char *buf)
9858 {
9859         struct uclamp_request req = {
9860                 .percent = UCLAMP_PERCENT_SCALE,
9861                 .util = SCHED_CAPACITY_SCALE,
9862                 .ret = 0,
9863         };
9864
9865         buf = strim(buf);
9866         if (strcmp(buf, "max")) {
9867                 req.ret = cgroup_parse_float(buf, UCLAMP_PERCENT_SHIFT,
9868                                              &req.percent);
9869                 if (req.ret)
9870                         return req;
9871                 if ((u64)req.percent > UCLAMP_PERCENT_SCALE) {
9872                         req.ret = -ERANGE;
9873                         return req;
9874                 }
9875
9876                 req.util = req.percent << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
9877                 req.util = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(req.util, UCLAMP_PERCENT_SCALE);
9878         }
9879
9880         return req;
9881 }
9882
9883 static ssize_t cpu_uclamp_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
9884                                 size_t nbytes, loff_t off,
9885                                 enum uclamp_id clamp_id)
9886 {
9887         struct uclamp_request req;
9888         struct task_group *tg;
9889
9890         req = capacity_from_percent(buf);
9891         if (req.ret)
9892                 return req.ret;
9893
9894         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
9895
9896         mutex_lock(&uclamp_mutex);
9897         rcu_read_lock();
9898
9899         tg = css_tg(of_css(of));
9900         if (tg->uclamp_req[clamp_id].value != req.util)
9901                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id], req.util, false);
9902
9903         /*
9904          * Because of not recoverable conversion rounding we keep track of the
9905          * exact requested value
9906          */
9907         tg->uclamp_pct[clamp_id] = req.percent;
9908
9909         /* Update effective clamps to track the most restrictive value */
9910         cpu_util_update_eff(of_css(of));
9911
9912         rcu_read_unlock();
9913         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
9914
9915         return nbytes;
9916 }
9917
9918 static ssize_t cpu_uclamp_min_write(struct kernfs_open_file *of,
9919                                     char *buf, size_t nbytes,
9920                                     loff_t off)
9921 {
9922         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MIN);
9923 }
9924
9925 static ssize_t cpu_uclamp_max_write(struct kernfs_open_file *of,
9926                                     char *buf, size_t nbytes,
9927                                     loff_t off)
9928 {
9929         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MAX);
9930 }
9931
9932 static inline void cpu_uclamp_print(struct seq_file *sf,
9933                                     enum uclamp_id clamp_id)
9934 {
9935         struct task_group *tg;
9936         u64 util_clamp;
9937         u64 percent;
9938         u32 rem;
9939
9940         rcu_read_lock();
9941         tg = css_tg(seq_css(sf));
9942         util_clamp = tg->uclamp_req[clamp_id].value;
9943         rcu_read_unlock();
9944
9945         if (util_clamp == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
9946                 seq_puts(sf, "max\n");
9947                 return;
9948         }
9949
9950         percent = tg->uclamp_pct[clamp_id];
9951         percent = div_u64_rem(percent, POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT), &rem);
9952         seq_printf(sf, "%llu.%0*u\n", percent, UCLAMP_PERCENT_SHIFT, rem);
9953 }
9954
9955 static int cpu_uclamp_min_show(struct seq_file *sf, void *v)
9956 {
9957         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MIN);
9958         return 0;
9959 }
9960
9961 static int cpu_uclamp_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
9962 {
9963         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MAX);
9964         return 0;
9965 }
9966 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP */
9967
9968 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9969 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
9970                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
9971 {
9972         if (shareval > scale_load_down(ULONG_MAX))
9973                 shareval = MAX_SHARES;
9974         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
9975 }
9976
9977 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
9978                                struct cftype *cft)
9979 {
9980         struct task_group *tg = css_tg(css);
9981
9982         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
9983 }
9984
9985 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
9986 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
9987
9988 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
9989 static const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
9990 /* More than 203 days if BW_SHIFT equals 20. */
9991 static const u64 max_cfs_runtime = MAX_BW * NSEC_PER_USEC;
9992
9993 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
9994
9995 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota,
9996                                 u64 burst)
9997 {
9998         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
9999         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10000
10001         if (tg == &root_task_group)
10002                 return -EINVAL;
10003
10004         /*
10005          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
10006          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
10007          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
10008          */
10009         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
10010                 return -EINVAL;
10011
10012         /*
10013          * Likewise, bound things on the other side by preventing insane quota
10014          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
10015          * feasibility.
10016          */
10017         if (period > max_cfs_quota_period)
10018                 return -EINVAL;
10019
10020         /*
10021          * Bound quota to defend quota against overflow during bandwidth shift.
10022          */
10023         if (quota != RUNTIME_INF && quota > max_cfs_runtime)
10024                 return -EINVAL;
10025
10026         if (quota != RUNTIME_INF && (burst > quota ||
10027                                      burst + quota > max_cfs_runtime))
10028                 return -EINVAL;
10029
10030         /*
10031          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
10032          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
10033          */
10034         cpus_read_lock();
10035         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
10036         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
10037         if (ret)
10038                 goto out_unlock;
10039
10040         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
10041         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
10042         /*
10043          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
10044          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
10045          */
10046         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
10047                 cfs_bandwidth_usage_inc();
10048         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
10049         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
10050         cfs_b->quota = quota;
10051         cfs_b->burst = burst;
10052
10053         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
10054
10055         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
10056         if (runtime_enabled)
10057                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
10058
10059         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
10060
10061         for_each_online_cpu(i) {
10062                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
10063                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
10064                 struct rq_flags rf;
10065
10066                 rq_lock_irq(rq, &rf);
10067                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
10068                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
10069
10070                 if (cfs_rq->throttled)
10071                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
10072                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
10073         }
10074         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
10075                 cfs_bandwidth_usage_dec();
10076 out_unlock:
10077         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
10078         cpus_read_unlock();
10079
10080         return ret;
10081 }
10082
10083 static int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
10084 {
10085         u64 quota, period, burst;
10086
10087         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10088         burst = tg->cfs_bandwidth.burst;
10089         if (cfs_quota_us < 0)
10090                 quota = RUNTIME_INF;
10091         else if ((u64)cfs_quota_us <= U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10092                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
10093         else
10094                 return -EINVAL;
10095
10096         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10097 }
10098
10099 static long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
10100 {
10101         u64 quota_us;
10102
10103         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
10104                 return -1;
10105
10106         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
10107         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
10108
10109         return quota_us;
10110 }
10111
10112 static int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
10113 {
10114         u64 quota, period, burst;
10115
10116         if ((u64)cfs_period_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10117                 return -EINVAL;
10118
10119         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
10120         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
10121         burst = tg->cfs_bandwidth.burst;
10122
10123         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10124 }
10125
10126 static long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
10127 {
10128         u64 cfs_period_us;
10129
10130         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10131         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
10132
10133         return cfs_period_us;
10134 }
10135
10136 static int tg_set_cfs_burst(struct task_group *tg, long cfs_burst_us)
10137 {
10138         u64 quota, period, burst;
10139
10140         if ((u64)cfs_burst_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10141                 return -EINVAL;
10142
10143         burst = (u64)cfs_burst_us * NSEC_PER_USEC;
10144         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10145         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
10146
10147         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10148 }
10149
10150 static long tg_get_cfs_burst(struct task_group *tg)
10151 {
10152         u64 burst_us;
10153
10154         burst_us = tg->cfs_bandwidth.burst;
10155         do_div(burst_us, NSEC_PER_USEC);
10156
10157         return burst_us;
10158 }
10159
10160 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10161                                   struct cftype *cft)
10162 {
10163         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
10164 }
10165
10166 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10167                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
10168 {
10169         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
10170 }
10171
10172 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10173                                    struct cftype *cft)
10174 {
10175         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
10176 }
10177
10178 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10179                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
10180 {
10181         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
10182 }
10183
10184 static u64 cpu_cfs_burst_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10185                                   struct cftype *cft)
10186 {
10187         return tg_get_cfs_burst(css_tg(css));
10188 }
10189
10190 static int cpu_cfs_burst_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10191                                    struct cftype *cftype, u64 cfs_burst_us)
10192 {
10193         return tg_set_cfs_burst(css_tg(css), cfs_burst_us);
10194 }
10195
10196 struct cfs_schedulable_data {
10197         struct task_group *tg;
10198         u64 period, quota;
10199 };
10200
10201 /*
10202  * normalize group quota/period to be quota/max_period
10203  * note: units are usecs
10204  */
10205 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
10206                                struct cfs_schedulable_data *d)
10207 {
10208         u64 quota, period;
10209
10210         if (tg == d->tg) {
10211                 period = d->period;
10212                 quota = d->quota;
10213         } else {
10214                 period = tg_get_cfs_period(tg);
10215                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
10216         }
10217
10218         /* note: these should typically be equivalent */
10219         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
10220                 return RUNTIME_INF;
10221
10222         return to_ratio(period, quota);
10223 }
10224
10225 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
10226 {
10227         struct cfs_schedulable_data *d = data;
10228         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10229         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
10230
10231         if (!tg->parent) {
10232                 quota = RUNTIME_INF;
10233         } else {
10234                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
10235
10236                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
10237                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
10238
10239                 /*
10240                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
10241                  * always take the min.  On cgroup1, only inherit when no
10242                  * limit is set:
10243                  */
10244                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
10245                         quota = min(quota, parent_quota);
10246                 } else {
10247                         if (quota == RUNTIME_INF)
10248                                 quota = parent_quota;
10249                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
10250                                 return -EINVAL;
10251                 }
10252         }
10253         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
10254
10255         return 0;
10256 }
10257
10258 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
10259 {
10260         int ret;
10261         struct cfs_schedulable_data data = {
10262                 .tg = tg,
10263                 .period = period,
10264                 .quota = quota,
10265         };
10266
10267         if (quota != RUNTIME_INF) {
10268                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
10269                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
10270         }
10271
10272         rcu_read_lock();
10273         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
10274         rcu_read_unlock();
10275
10276         return ret;
10277 }
10278
10279 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
10280 {
10281         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
10282         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10283
10284         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
10285         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
10286         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
10287
10288         if (schedstat_enabled() && tg != &root_task_group) {
10289                 u64 ws = 0;
10290                 int i;
10291
10292                 for_each_possible_cpu(i)
10293                         ws += schedstat_val(tg->se[i]->statistics.wait_sum);
10294
10295                 seq_printf(sf, "wait_sum %llu\n", ws);
10296         }
10297
10298         return 0;
10299 }
10300 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
10301 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10302
10303 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
10304 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
10305                                 struct cftype *cft, s64 val)
10306 {
10307         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
10308 }
10309
10310 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
10311                                struct cftype *cft)
10312 {
10313         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
10314 }
10315
10316 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
10317                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
10318 {
10319         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
10320 }
10321
10322 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
10323                                    struct cftype *cft)
10324 {
10325         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
10326 }
10327 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
10328
10329 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10330 static s64 cpu_idle_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10331                                struct cftype *cft)
10332 {
10333         return css_tg(css)->idle;
10334 }
10335
10336 static int cpu_idle_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10337                                 struct cftype *cft, s64 idle)
10338 {
10339         return sched_group_set_idle(css_tg(css), idle);
10340 }
10341 #endif
10342
10343 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
10344 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10345         {
10346                 .name = "shares",
10347                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
10348                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
10349         },
10350         {
10351                 .name = "idle",
10352                 .read_s64 = cpu_idle_read_s64,
10353                 .write_s64 = cpu_idle_write_s64,
10354         },
10355 #endif
10356 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10357         {
10358                 .name = "cfs_quota_us",
10359                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
10360                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
10361         },
10362         {
10363                 .name = "cfs_period_us",
10364                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
10365                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
10366         },
10367         {
10368                 .name = "cfs_burst_us",
10369                 .read_u64 = cpu_cfs_burst_read_u64,
10370                 .write_u64 = cpu_cfs_burst_write_u64,
10371         },
10372         {
10373                 .name = "stat",
10374                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
10375         },
10376 #endif
10377 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
10378         {
10379                 .name = "rt_runtime_us",
10380                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
10381                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
10382         },
10383         {
10384                 .name = "rt_period_us",
10385                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
10386                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
10387         },
10388 #endif
10389 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10390         {
10391                 .name = "uclamp.min",
10392                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10393                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
10394                 .write = cpu_uclamp_min_write,
10395         },
10396         {
10397                 .name = "uclamp.max",
10398                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10399                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
10400                 .write = cpu_uclamp_max_write,
10401         },
10402 #endif
10403         { }     /* Terminate */
10404 };
10405
10406 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
10407                                struct cgroup_subsys_state *css)
10408 {
10409 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10410         {
10411                 struct task_group *tg = css_tg(css);
10412                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10413                 u64 throttled_usec;
10414
10415                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
10416                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
10417
10418                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
10419                            "nr_throttled %d\n"
10420                            "throttled_usec %llu\n",
10421                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
10422                            throttled_usec);
10423         }
10424 #endif
10425         return 0;
10426 }
10427
10428 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10429 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10430                                struct cftype *cft)
10431 {
10432         struct task_group *tg = css_tg(css);
10433         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
10434
10435         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
10436 }
10437
10438 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10439                                 struct cftype *cft, u64 weight)
10440 {
10441         /*
10442          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
10443          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
10444          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
10445          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
10446          * the original value over the entire range.
10447          */
10448         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
10449                 return -ERANGE;
10450
10451         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
10452
10453         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
10454 }
10455
10456 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10457                                     struct cftype *cft)
10458 {
10459         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
10460         int last_delta = INT_MAX;
10461         int prio, delta;
10462
10463         /* find the closest nice value to the current weight */
10464         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
10465                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
10466                 if (delta >= last_delta)
10467                         break;
10468                 last_delta = delta;
10469         }
10470
10471         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
10472 }
10473
10474 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10475                                      struct cftype *cft, s64 nice)
10476 {
10477         unsigned long weight;
10478         int idx;
10479
10480         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
10481                 return -ERANGE;
10482
10483         idx = NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO;
10484         idx = array_index_nospec(idx, 40);
10485         weight = sched_prio_to_weight[idx];
10486
10487         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
10488 }
10489 #endif
10490
10491 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
10492                                                   long period, long quota)
10493 {
10494         if (quota < 0)
10495                 seq_puts(sf, "max");
10496         else
10497                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
10498
10499         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
10500 }
10501
10502 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
10503 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
10504                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
10505 {
10506         char tok[21];   /* U64_MAX */
10507
10508         if (sscanf(buf, "%20s %llu", tok, periodp) < 1)
10509                 return -EINVAL;
10510
10511         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
10512
10513         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
10514                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
10515         else if (!strcmp(tok, "max"))
10516                 *quotap = RUNTIME_INF;
10517         else
10518                 return -EINVAL;
10519
10520         return 0;
10521 }
10522
10523 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10524 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
10525 {
10526         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
10527
10528         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
10529         return 0;
10530 }
10531
10532 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
10533                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
10534 {
10535         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
10536         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
10537         u64 burst = tg_get_cfs_burst(tg);
10538         u64 quota;
10539         int ret;
10540
10541         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
10542         if (!ret)
10543                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10544         return ret ?: nbytes;
10545 }
10546 #endif
10547
10548 static struct cftype cpu_files[] = {
10549 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10550         {
10551                 .name = "weight",
10552                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10553                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
10554                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
10555         },
10556         {
10557                 .name = "weight.nice",
10558                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10559                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
10560                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
10561         },
10562         {
10563                 .name = "idle",
10564                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10565                 .read_s64 = cpu_idle_read_s64,
10566                 .write_s64 = cpu_idle_write_s64,
10567         },
10568 #endif
10569 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10570         {
10571                 .name = "max",
10572                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10573                 .seq_show = cpu_max_show,
10574                 .write = cpu_max_write,
10575         },
10576         {
10577                 .name = "max.burst",
10578                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10579                 .read_u64 = cpu_cfs_burst_read_u64,
10580                 .write_u64 = cpu_cfs_burst_write_u64,
10581         },
10582 #endif
10583 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10584         {
10585                 .name = "uclamp.min",
10586                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10587                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
10588                 .write = cpu_uclamp_min_write,
10589         },
10590         {
10591                 .name = "uclamp.max",
10592                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10593                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
10594                 .write = cpu_uclamp_max_write,
10595         },
10596 #endif
10597         { }     /* terminate */
10598 };
10599
10600 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
10601         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
10602         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
10603         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
10604         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
10605         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
10606         .fork           = cpu_cgroup_fork,
10607         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
10608         .attach         = cpu_cgroup_attach,
10609         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
10610         .dfl_cftypes    = cpu_files,
10611         .early_init     = true,
10612         .threaded       = true,
10613 };
10614
10615 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
10616
10617 void dump_cpu_task(int cpu)
10618 {
10619         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
10620         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
10621 }
10622
10623 /*
10624  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
10625  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
10626  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
10627  * that remained on nice 0.
10628  *
10629  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
10630  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
10631  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
10632  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
10633  * the relative distance between them is ~25%.)
10634  */
10635 const int sched_prio_to_weight[40] = {
10636  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
10637  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
10638  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
10639  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
10640  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
10641  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
10642  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
10643  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
10644 };
10645
10646 /*
10647  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
10648  *
10649  * In cases where the weight does not change often, we can use the
10650  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
10651  * into multiplications:
10652  */
10653 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
10654  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
10655  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
10656  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
10657  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
10658  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
10659  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
10660  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
10661  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
10662 };
10663
10664 void call_trace_sched_update_nr_running(struct rq *rq, int count)
10665 {
10666         trace_sched_update_nr_running_tp(rq, count);
10667 }